JP7728960B2 - Multilayer biodegradable film, its manufacturing method, and environmentally friendly packaging material containing the same - Google Patents
Multilayer biodegradable film, its manufacturing method, and environmentally friendly packaging material containing the sameInfo
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Description
本発明は、多層生分解性フィルム、その製造方法、およびそれを含む環境配慮型包装材に関するものである。 The present invention relates to a multilayer biodegradable film, a method for producing the same, and an environmentally friendly packaging material containing the same.
包装用途として多く使用されるプラスチックフィルムとしては、セロファン(cellophane)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ナイロン(nylon)、およびポリエチレンテレフタレート(PET)などが挙げられる。 Plastic films commonly used for packaging applications include cellophane, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), nylon, and polyethylene terephthalate (PET).
しかし、セロファンフィルムは、製造工程中に深刻な環境汚染を誘発して生産自体に多くの規制を受けており、ポリ塩化ビニルフィルムは、焼却の際にダイオキシン等のような有害物質を発生して使用に多くの規制を受けている。また、ポリエチレンフィルムは、耐熱性と機械的特性に乏しく、低級包装用途以外にはその使用に制限がある。ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートなどは、比較的安定した分子構造を持って良好な機械的特性を有しているが、これらは包装用途で使用された後、特別な処理なく埋め立てられると、化学的、生物学的安定性のため、ほとんど分解されず地中に蓄積され、埋立地の寿命を短縮し、土壌汚染の問題を引き起こす。 However, cellophane film causes serious environmental pollution during the manufacturing process, and its production is subject to numerous restrictions, while polyvinyl chloride film emits hazardous substances such as dioxins when incinerated, and its use is subject to numerous restrictions. Polyethylene film also has poor heat resistance and mechanical properties, limiting its use to applications other than low-grade packaging. Polypropylene, nylon, polyethylene terephthalate, and other materials have relatively stable molecular structures and good mechanical properties, but if they are landfilled without special treatment after use in packaging, they accumulate in the ground without decomposing due to their chemical and biological stability, shortening the lifespan of landfill sites and causing soil contamination problems.
このような分解されないプラスチックフィルムの欠点を補うため、最近では樹脂自体の生分解性が高い脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸フィルムが多様に使用されているが、このフィルムは、機械的特性は良好であるけど、固有の結晶構造のため柔軟性が低く、その用途が制限的である。 To compensate for the shortcomings of non-degradable plastic films, polylactic acid films, an aliphatic polyester whose resin itself is highly biodegradable, have recently been widely used. However, although this film has good mechanical properties, its inherent crystalline structure makes it less flexible, limiting its applications.
このような問題点を改善するために、特許文献1は、ポリ乳酸以外の生分解性脂肪族ポリエステルを単独で用いてフィルムを製造する方法を開示しているが、この場合ガラス転移温度が低すぎるため、二軸延伸法ではフィルムを製造することが容易ではないだけでなく、最終フィルムの機械的強度が低く熱収縮率が高いため加工過程の中で多くの問題が生じる。 To address these issues, Patent Document 1 discloses a method for producing a film using a biodegradable aliphatic polyester other than polylactic acid alone. However, in this case, the glass transition temperature is too low, making it difficult to produce the film using the biaxial stretching method. Not only does the final film have low mechanical strength and a high thermal shrinkage rate, causing numerous problems during the processing process.
一方、特許文献2は、ポリ乳酸を脂肪族-芳香族共重合ポリエステルとブレンドして、フィルムに柔軟性および熱密封(heat sealing)性を付与する方法を開示しているが、この方法によると、ポリ乳酸と脂肪族-芳香族共重合ポリエステルとの低い相溶性および可塑剤の使用によって最終フィルムの透明性が著しく低下して、透明性が求められる包装用途には使用し難いという問題がある。 Meanwhile, Patent Document 2 discloses a method of blending polylactic acid with an aliphatic-aromatic copolyester to impart flexibility and heat sealing properties to the film. However, this method has the problem that the transparency of the final film is significantly reduced due to the low compatibility between polylactic acid and the aliphatic-aromatic copolyester and the use of a plasticizer, making it difficult to use in packaging applications where transparency is required.
また、ポリ乳酸と脂肪族-芳香族共重合ポリエステルを含む多層フィルムは、特定の押出温度条件でフィルムを成形する際、層均一度の位置別偏差が大きいのでフィルム外観および厚さ調整が難しく、前記均一度の位置別偏差が激しい場合、層の跡や欠陥などが発生しやすいため、フィルムの物性に悪影響を与えることがあり、厚さ調整が難しいため、加工性、生産性および成形性にも問題があり得る。 In addition, when multilayer films containing polylactic acid and aliphatic-aromatic copolymer polyester are molded under specific extrusion temperature conditions, there is a large deviation in layer uniformity from position to position, making it difficult to control the film's appearance and thickness. If the deviation in uniformity from position to position is significant, layer marks and defects are likely to occur, which can adversely affect the film's physical properties. Furthermore, the difficulty in controlling thickness can also lead to problems with processability, productivity, and moldability.
本発明の目的は、多層生分解性フィルムの層均一度を調整して、フィルムの柔軟性、透明性、騒音度、および外観特性が同時に改善された、多層生分解性シートまたはフィルムを提供することである。 The object of the present invention is to provide a multilayer biodegradable sheet or film in which the layer uniformity of the multilayer biodegradable film is adjusted to simultaneously improve the flexibility, transparency, noise level, and appearance properties of the film.
本発明の他の目的は、前記多層生分解性シートまたはフィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)を最適の範囲に調整するために、第1樹脂層と第2樹脂層との溶融粘度範囲を効率的に制御し、各層の厚さを微細に調整して、本発明で目的とする前記特性を全て満足させ得る多層生分解性フィルムの製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for producing a multilayer biodegradable film that can efficiently control the melt viscosity ranges of the first and second resin layers and finely adjust the thickness of each layer to adjust the uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable sheet or film to an optimal range, thereby satisfying all of the above-mentioned properties desired by the present invention.
本発明のまた他の目的は、前記均一度が調整された多層生分解性フィルムを用いることにより、生分解が可能であるとともに、環境にやさしく、高品質の環境配慮型包装材を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a high-quality, environmentally friendly packaging material that is biodegradable and environmentally friendly by using the multilayer biodegradable film with adjusted uniformity.
本発明は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、前記第1樹脂層の下記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下である、多層生分解性フィルムを提供する。 The present invention provides a multilayer biodegradable film in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer primarily composed of a polylactic acid polymer and a second resin layer primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin, and the first resin layer has a linear uniformity (LUI) of 0.2 μm or less, as expressed by the following formula 1:
<式1>
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Formula 1>
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
The t min,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film.
また、本発明は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、前記第1樹脂層の下記式1-1で表される均一度(LUIs)が2.3μm未満である、多層生分解性シートを提供する。 The present invention also provides a multilayer biodegradable sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer primarily composed of a polylactic acid polymer and a second resin layer primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin, and the first resin layer has a uniformity (LUI s ) of less than 2.3 μm, as expressed by the following formula 1-1:
<式1-1>
前記式1-1において、
650mmの幅および300μmの厚さを有する前記多層生分解性シートの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、C1は、前記多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、C1は、多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Formula 1-1>
In the formula 1-1,
When the thickness of each of the laminated first resin layers was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a cross section of the multilayer biodegradable sheet having a width of 650 mm and a thickness of 300 μm, the cross section was cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The tmax , N1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , N1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax and S1 are the maximum thicknesses of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , S1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax , C1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point C of the multilayer biodegradable sheet;
The t min C1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable sheet.
さらに、本発明は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂とをそれぞれ準備する段階(段階1)と、前記第1樹脂および前記第2樹脂をそれぞれ溶融押出し、第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得る段階(段階2)と、前記積層されたシートを二軸延伸し熱固定して、多層生分解性フィルムを得る段階(段階3)と、を含み、前記多層生分解性フィルムは、前記第1樹脂層の前記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下である、多層生分解性フィルムの製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a multilayer biodegradable film, which includes the steps of: preparing a first resin primarily composed of a polylactic acid polymer; and a second resin primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin (Step 1); melt-extruding the first resin and the second resin, respectively, and alternately laminating the first resin layers and the second resin layers to obtain a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated (Step 2); and biaxially stretching and heat-setting the laminated sheet to obtain a multilayer biodegradable film (Step 3). The first resin layer of the multilayer biodegradable film has a linear uniformity (LUI) of 0.2 μm or less, as expressed by Equation 1.
さらには、本発明は、前記多層生分解性フィルムを含む、環境配慮型包装材を提供する。 Furthermore, the present invention provides an environmentally friendly packaging material containing the multilayer biodegradable film.
本発明による多層生分解性フィルムは、優れた均一度、柔軟性および透明性を同時に有するとともに、外観特性および騒音度も改善され得る。特に、前記多層生分解性フィルムは、位置別厚さ偏差が少ないので、特定範囲の均一度を実現できることに特徴がある。 The multilayer biodegradable film according to the present invention simultaneously possesses excellent uniformity, flexibility, and transparency, and can also improve appearance characteristics and noise levels. In particular, the multilayer biodegradable film is characterized by its ability to achieve uniformity within a specific range due to minimal thickness variation from position to position.
また、実現例による多層生分解性フィルムの製造方法は、経済的かつ効率的な方法により、成形性、加工性および生産性をさらに向上させ得る。特に、第1樹脂および第2樹脂の溶融温度並びにこれらの溶融温度差を制御することにより、前記第1樹脂層と第2樹脂層との溶融粘度範囲を効率良く制御することができ、これにより、各々の層の位置別厚さを微調整して、前記多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)を最適の範囲に調整し得る。 Furthermore, the manufacturing method of the multilayer biodegradable film according to the embodiment can further improve moldability, processability, and productivity through an economical and efficient method. In particular, by controlling the melting temperatures of the first resin and the second resin and the difference between their melting temperatures, the melt viscosity ranges of the first resin layer and the second resin layer can be efficiently controlled, thereby fine-tuning the thickness of each layer at each position and adjusting the uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable film to an optimal range.
さらには、前記多層生分解性フィルムは、前記特性とともに生分解が可能であり、埋め立ての際に完全分解して環境に優しい特性を有するので、包装材として様々な分野に活用され、高品質の環境配慮型包装材を提供し得る。 Furthermore, in addition to the above properties, the multilayer biodegradable film is also biodegradable and completely decomposes when landfilled, making it environmentally friendly. Therefore, it can be used as a packaging material in a variety of fields, providing high-quality, environmentally friendly packaging materials.
以下、本発明についてより詳細に説明する。
実現例は、以下に開示される内容に限定されるものではなく、発明の要旨が変更されない限り、様々な形態に変形され得る。
The present invention will now be described in more detail.
The implementation examples are not limited to the contents disclosed below, and can be modified into various forms as long as the gist of the invention is not changed.
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」と言うとき、これは、特に反する記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。 In this specification, when a part is said to "comprise" a certain component, this does not mean that it excludes other components, but that it may further include other components, unless otherwise specified.
本明細書における単数表現は、特に説明がなければ、文脈上解釈される単数または複数を含む意味と解釈される。 In this specification, unless otherwise specified, the singular expressions "a," "an," and "the" are to be construed as including the singular or plural as the context requires.
また、本明細書に記載の構成要素の物性値、寸法、反応条件等を示す全ての数値範囲は、特に記載がない限り、全ての場合において「約」という用語で修飾されるものと理解すべきである。 In addition, all numerical ranges indicating physical properties, dimensions, reaction conditions, etc. of components described in this specification should be understood to be modified in all cases by the term "about" unless otherwise specified.
一方、本明細書において、第1樹脂層、第2樹脂層、または第1、第2などの用語は、様々な構成要素を説明するために使用されるものであり、前記構成要素は、前記用語によって限定されない。前記用語は、1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的にのみ使用される。 However, in this specification, terms such as "first resin layer," "second resin layer," "first," and "second" are used to describe various components, and the components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another.
また、各構成要素の「一面」/「打面」または「上」/「下」に対する基準は図面に基づいて説明し、これらの用語は構成要素を区別するための用語であるのみ、実際適用する際に相互互換され得る。 In addition, the criteria for "one side"/"hitting surface" or "top"/"bottom" of each component will be explained based on the drawings, and these terms are only used to distinguish between components and may be used interchangeably in actual application.
本明細書において、1つの構成要素が他の構成要素の上または下に形成されるものと記載されることは、1つの構成要素が他の構成要素の上または下に直接、またはさらに他の構成要素を介して間接的に形成されるものをすべて含む。 In this specification, when a component is described as being formed above or below another component, this includes all cases in which the component is formed directly above or below the other component, or indirectly via yet another component.
また、図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されることがあり、実際に適用される大きさを意味するものではない。また、明細書全体にわたって同一参照番号は同一構成要素を指す。 In addition, the size of each component in the drawings may be exaggerated for illustrative purposes and does not represent the actual size. The same reference numbers refer to the same components throughout the specification.
一実現例において、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、前記第1樹脂層の下記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下である、多層生分解性フィルムを提供する。 In one embodiment, a multilayer biodegradable film is provided in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer whose main component is a polylactic acid polymer and a second resin layer whose main component is an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin, and the first resin layer has a linear uniformity (LUI) of 0.2 μm or less, as expressed by the following formula 1:
<式1>
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Formula 1>
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
The t min,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film.
一実現例においては、前記特定の組成を有する第1樹脂層と第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、特に、前記第1樹脂層の均一度(LUI)が0.2μm以下に調整されることにより、優れた均一度、柔軟性および透明性を同時に有するとともに、外観特性および騒音度も改善された多層生分解性フィルムを提供し得る。 In one embodiment, two or more different thermoplastic resin layers, including a first resin layer and a second resin layer having the specific composition, are alternately laminated, and in particular, the uniformity (LUI) of the first resin layer is adjusted to 0.2 μm or less, thereby providing a multilayer biodegradable film that simultaneously possesses excellent uniformity, flexibility, and transparency, as well as improved appearance properties and noise levels.
ひいては、前記多層生分解性フィルムは、前記特性とともに、生分解が可能で、埋め立ての際に完全分解され環境に優しい特性を有するので、より多様な分野に活用され優れた特性を発揮し得るということに技術的意義がある。 Furthermore, in addition to the above properties, the multilayer biodegradable film is also biodegradable and completely decomposes when landfilled, making it environmentally friendly. This has the technical significance of enabling it to be used in a wider variety of fields and demonstrate excellent properties.
[多層生分解性フィルム] [Multilayer biodegradable film]
図1を参照すると、本発明の実現例による多層生分解性フィルム100は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層110と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層120とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されている。また、前記多層生分解性フィルム100は、両面最外郭層として第1樹脂層110'を含み得る。具体的に、前記多層生分解性フィルムの両面最外郭層は、第1樹脂層110'である。 Referring to FIG. 1, a multilayer biodegradable film 100 according to an embodiment of the present invention is formed by alternately laminating two or more different thermoplastic resin layers, including a first resin layer 110 primarily composed of a polylactic acid-based polymer and a second resin layer 120 primarily composed of an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin. The multilayer biodegradable film 100 may also include a first resin layer 110' as the outermost layer on both sides. Specifically, the outermost layer on both sides of the multilayer biodegradable film is the first resin layer 110'.
一実現例においては、前記特定主成分を有する第1樹脂層および第2樹脂層、具体的にポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層、および前記第1樹脂層の一面に脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層を含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層され含むことにより、柔軟性を向上させ、騒音度を下げ得るのみならず、前記第1樹脂層および第2樹脂層の層間相溶性が良いので層間接着特性を向上させることができ、成形性、加工性および生産性をさらに向上させ得る。
以下、実現例による多層生分解性フィルムの各層について具体的に説明する。
In one embodiment, two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer and a second resin layer having the specific main component, specifically a first resin layer having a polylactic acid polymer as its main component, and a second resin layer having an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin as its main component, on one surface of the first resin layer. Not only can this improve flexibility and reduce noise levels, but the good interlayer compatibility between the first resin layer and the second resin layer can also improve interlayer adhesion properties, further improving moldability, processability, and productivity.
Each layer of the multilayer biodegradable film according to the embodiment will be specifically described below.
<第1樹脂層>
一実現例によると、前記第1樹脂層は、ポリ乳酸(PLA)系重合体を主成分として含み得る。
<First resin layer>
According to one embodiment, the first resin layer may contain a polylactic acid (PLA)-based polymer as a main component.
本発明において、「主成分」とは、特定の成分が全成分中に占める割合が50重量%以上であることを意味し、具体的に80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、96重量%以上、97重量%以上、または98重量%以上を意味し得る。 In the present invention, "major component" means that a specific component accounts for 50% or more by weight of all components, and specifically can mean 80% or more by weight, 85% or more by weight, 90% or more by weight, 95% or more by weight, 96% or more by weight, 97% or more by weight, or 98% or more by weight.
具体的に、前記ポリ乳酸系重合体は、前記第1樹脂層の全重量に対して、例えば50重量%以上、具体的に80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、96重量%以上、97重量%以上、または98重量%以上で含まれ得る。 Specifically, the polylactic acid polymer may be contained in an amount of, for example, 50% by weight or more, specifically 80% by weight or more, 85% by weight or more, 90% by weight or more, 95% by weight or more, 96% by weight or more, 97% by weight or more, or 98% by weight or more, based on the total weight of the first resin layer.
前記ポリ乳酸系重合体は、石油ベースの樹脂とは異なり、バイオマス(biomass)をベースとするため、再生資源の活用が可能であり、生産の際に既存の樹脂に比べて地球温暖化の主犯である二酸化炭素の排出が少なく、埋め立ての際に水分および微生物によって生分解されるなど環境にやさしい。 Unlike petroleum-based resins, polylactic acid polymers are based on biomass, making them renewable resources. They also emit less carbon dioxide, a major contributor to global warming, during production than existing resins, and are environmentally friendly, being biodegradable by water and microorganisms when landfilled.
前記ポリ乳酸系重合体は、重量平均分子量(Mw)が、100000~1000000g/mol、例えば100000~800000g/mol、100000~500000g/mol、または100000~300000g/molであり得る。前記重量平均分子量(Mw)は、ゲル透過クロマトグラフィー法(GPC)によって測定され得る。前記ポリ乳酸系重合体の重量平均分子量(Mw)が前記範囲を満足すると、前記多層生分解性フィルムの機械的特性および光学特性をさらに向上させ得る。 The polylactic acid polymer may have a weight-average molecular weight (Mw) of 100,000 to 1,000,000 g/mol, for example, 100,000 to 800,000 g/mol, 100,000 to 500,000 g/mol, or 100,000 to 300,000 g/mol. The weight-average molecular weight (Mw) may be measured by gel permeation chromatography (GPC). When the weight-average molecular weight (Mw) of the polylactic acid polymer satisfies the above range, the mechanical and optical properties of the multilayer biodegradable film can be further improved.
前記ポリ乳酸系重合体は、L-乳酸、D-乳酸、D、L-乳酸、またはそれらの組み合わせを含み得る。具体的に、前記ポリ乳酸系重合体は、L-乳酸とD-乳酸とのランダム共重合体であり得る。この際、前記D-乳酸の含有量は、前記ポリ乳酸系重合体の総重量を基準に、例えば1重量%~5重量%、例えば1重量%~4重量%、例えば1重量%~3重量%、例えば1重量%~2.5重量%、または例えば1重量%~2重量%であり得る。前記D-乳酸の含有量が前記範囲を満足すると、フィルムの延伸工程性が向上する利点があり得る。 The polylactic acid polymer may contain L-lactic acid, D-lactic acid, D,L-lactic acid, or a combination thereof. Specifically, the polylactic acid polymer may be a random copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid. In this case, the content of the D-lactic acid may be, for example, 1% to 5% by weight, for example, 1% to 4% by weight, for example, 1% to 3% by weight, for example, 1% to 2.5% by weight, or for example, 1% to 2% by weight, based on the total weight of the polylactic acid polymer. If the content of the D-lactic acid satisfies the above range, there may be an advantage in that the film's stretchability is improved.
前記L-乳酸の含有量は、前記ポリ乳酸系重合体の総重量を基準に、例えば80重量%~99重量%、例えば83重量%~99重量%、または例えば85重量%~99重量%であり得る。前記L-乳酸の含有量が前記範囲を満足すると、フィルムの耐熱特性が向上する利点があり得る。 The content of the L-lactic acid may be, for example, 80% to 99% by weight, for example, 83% to 99% by weight, or for example, 85% to 99% by weight, based on the total weight of the polylactic acid polymer. If the content of the L-lactic acid satisfies this range, there may be an advantage in that the heat resistance properties of the film are improved.
一方、実現例によると、前記第1樹脂層は、脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸系重合体を単独で含み得る。 Meanwhile, in one embodiment, the first resin layer may contain only polylactic acid-based polymer, which is an aliphatic polyester.
また他の実現例によると、前記第1樹脂層は、ポリ乳酸系重合体を少量の他のヒドロキシカルボン酸単位と一緒に共重合して得られた樹脂を含み得る。この際、前記ヒドロキシカルボン酸単位としては、グリコール酸または2-ヒドロキシ-3,3-ジメチルブチル酸などが挙げられ、前記ヒドロキシカルボン酸単位は、第1樹脂層の総重量を基準に5重量%以下で含まれ得る。 In another embodiment, the first resin layer may include a resin obtained by copolymerizing a polylactic acid-based polymer with a small amount of other hydroxycarboxylic acid units. In this case, the hydroxycarboxylic acid units may include glycolic acid or 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, and the hydroxycarboxylic acid units may be included in an amount of 5 wt% or less based on the total weight of the first resin layer.
また他の実現例によると、前記第1樹脂層は、前記ポリ乳酸系重合体を少量の酢酸ビニルおよびラウリン酸ビニル共重合体と一緒に混合して得られた混合樹脂を含み得る。この際、前記酢酸ビニルおよびラウリン酸ビニル共重合体は、前記第1樹脂層の総重量を基準に30重量%以下で含まれ得る。 In another embodiment, the first resin layer may include a mixed resin obtained by mixing the polylactic acid-based polymer with a small amount of vinyl acetate and vinyl laurate copolymer. In this case, the vinyl acetate and vinyl laurate copolymer may be included in an amount of 30 wt % or less based on the total weight of the first resin layer.
また他の実現例によると、前記第1樹脂層は、前記ポリ乳酸系重合体をコアシェル構造のブチルアクリレート系ゴムと一緒に混合して得られた混合樹脂を含み得る。この際、前記コアシェル構造のブチルアクリレート系ゴムは、前記第1樹脂層の総重量を基準に10重量%以下で含まれ得る。 In another embodiment, the first resin layer may include a mixed resin obtained by mixing the polylactic acid-based polymer with a butyl acrylate-based rubber having a core-shell structure. In this case, the butyl acrylate-based rubber having a core-shell structure may be included in an amount of 10 wt % or less based on the total weight of the first resin layer.
一方、本発明の実現例によると、第1樹脂層には、通常の静電印加剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線遮断剤、ブロッキング防止剤、およびその他の無機滑剤が本発明の効果を損なわない範囲内で添加されても構わない。 On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the first resin layer may contain conventional electrostatic agents, antistatic agents, antioxidants, heat stabilizers, UV blocking agents, antiblocking agents, and other inorganic lubricants, as long as the effects of the present invention are not impaired.
<第2樹脂層>
一実現例によると、前記第2樹脂層は、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分として含む。
<Second resin layer>
According to one embodiment, the second resin layer contains an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin as a main component.
この際、前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、前記第1樹脂層に用いられたものと異なる樹脂であってもよく、前記多層生分解性フィルムが前記第1樹脂層とともに、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分として含む第2樹脂層を一緒に含むことにより、柔軟性をさらに向上させ、騒音度を低減するのみならず、前記ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層との層間相溶性に良いので、優れた層間接着特性を維持することができ、成形性、加工性および生産性をさらに向上させ得る。 In this case, the aliphatic polyester resin may be a resin different from that used in the first resin layer. By including a second resin layer containing an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin as a main component in addition to the first resin layer, the multilayer biodegradable film not only further improves flexibility and reduces noise, but also maintains excellent interlayer compatibility with the first resin layer, which is primarily composed of a polylactic acid polymer, thereby maintaining excellent interlayer adhesion properties and further improving moldability, processability, and productivity.
仮に、前記多層生分解性フィルムがポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層のみを含む場合、前記ポリ乳酸系重合体は、機械的および光学特性は良好であり得るが、柔軟性が足りず騒音度が大きいため、多層生分解性フィルムに製造する際、その用途が非常に制限されるという問題があり得る。また、前記多層生分解性フィルムが第1樹脂層のみを含み、前記第1樹脂層が前記ポリ乳酸系重合体を、前記ポリ乳酸系重合体と異なる脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂とブレンドしてフィルムを形成する場合、最終フィルムの透明性が著しく低下して、透明性が求められる包装用途には使用に限界があり得る。 If the multilayer biodegradable film contains only a first resin layer primarily composed of a polylactic acid polymer, the polylactic acid polymer may have good mechanical and optical properties, but may lack flexibility and be noisy, severely limiting its applications when manufactured into a multilayer biodegradable film. Furthermore, if the multilayer biodegradable film contains only a first resin layer and the first resin layer is formed by blending the polylactic acid polymer with an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin different from the polylactic acid polymer, the transparency of the final film may be significantly reduced, limiting its use in packaging applications where transparency is required.
具体的に、前記第2樹脂層は、脂肪族または芳香族ジカルボン酸を主成分とする酸成分と、アルキレングリコールを主成分とするグリコール成分とを重縮合した脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を含み得る。 Specifically, the second resin layer may contain an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin obtained by polycondensation of an acid component primarily composed of an aliphatic or aromatic dicarboxylic acid and a glycol component primarily composed of an alkylene glycol.
前記脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、マロン酸、シュウ酸、アゼライン酸、ノナンジカルボン酸、およびそれらの混合物が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, malonic acid, oxalic acid, azelaic acid, nonanedicarboxylic acid, and mixtures thereof.
前記芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、およびそれらの混合物が挙げられ、他の脂肪族または芳香族ジカルボン酸成分を含めて使用し得る。 The aromatic dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, diphenylsulfone dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenoxyethane dicarboxylic acid, cyclohexane dicarboxylic acid, and mixtures thereof, and may also contain other aliphatic or aromatic dicarboxylic acid components.
前記グリコール成分の具体例としては、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、2-メチル-1、3-プロパンジオール、ジエチレングリコールなどのアルキレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、およびそれらの混合物を使用し得る。 Specific examples of the glycol component include alkylene glycols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, neopentyl glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, and diethylene glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, polyethylene glycol, and mixtures thereof.
この際、高い生分解性を実現するためには、酸成分中の脂肪族成分の含有量が、例えば30モル%以上、例えば40モル%以上、例えば45モル%以上、例えば50モル%以上であり得る。具体的に、前記酸成分中の脂肪族成分の含有量が、30モル%~80モル%、30モル%~70モル%、または40モル%~60モル%であり得る。前記酸成分中の脂肪族成分の含有量が前記範囲を満足すると、生分解性をさらに向上させながら、目的とする物性を実現することができる。 In this case, to achieve high biodegradability, the content of aliphatic components in the acid component may be, for example, 30 mol% or more, for example, 40 mol% or more, for example, 45 mol% or more, or for example, 50 mol% or more. Specifically, the content of aliphatic components in the acid component may be 30 mol% to 80 mol%, 30 mol% to 70 mol%, or 40 mol% to 60 mol%. When the content of aliphatic components in the acid component satisfies the above range, it is possible to achieve the desired physical properties while further improving biodegradability.
本発明の実現例によると、前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂、ポリブチレンサクシネート(PBS)樹脂、ポリブチレンアジペート(PBA)樹脂、ポリブチレンサクシネート-アジペート(PBSA)樹脂、ポリブチレンサクシネート-テレフタレート(PBST)樹脂、ポリヒドロキシブチレート-co-バレレート(PHBV)樹脂、ポリカプロラクトン(PCL)樹脂、およびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート(PBSAT)樹脂からなる群より選択される1種以上を含み得る。具体的に、前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂、ポリブチレンサクシネート(PBS)樹脂、およびポリブチレンアジペート(PBA)樹脂からなる群より選択される1種以上を含み得る。 According to an embodiment of the present invention, the aliphatic polyester-based resin or aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin may include, for example, one or more selected from the group consisting of polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin, polybutylene succinate (PBS) resin, polybutylene adipate (PBA) resin, polybutylene succinate-adipate (PBSA) resin, polybutylene succinate-terephthalate (PBST) resin, polyhydroxybutyrate-co-valerate (PHBV) resin, polycaprolactone (PCL) resin, and polybutylene succinate adipate terephthalate (PBSAT) resin. Specifically, the aliphatic polyester resin or aliphatic-aromatic copolymer polyester resin may include, for example, one or more resins selected from the group consisting of polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin, polybutylene succinate (PBS) resin, and polybutylene adipate (PBA) resin.
より具体的に、前記脂肪族ポリエステル系樹脂は、例えば、ポリブチレンサクシネート(PBS)樹脂およびポリブチレンアジペート(PBA)樹脂からなる群より選択される1種以上を含んで良く、例えばポリブチレンサクシネート(PBS)樹脂を含み得る。また、前記脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂およびポリブチレンサクシネート-テレフタレート(PBST)樹脂からなる群より選択される1種以上を含んで良く、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂を含み得る。 More specifically, the aliphatic polyester-based resin may include, for example, one or more resins selected from the group consisting of polybutylene succinate (PBS) resin and polybutylene adipate (PBA) resin, and may include, for example, polybutylene succinate (PBS) resin. Furthermore, the aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin may include, for example, one or more resins selected from the group consisting of polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin and polybutylene succinate terephthalate (PBST) resin, and may include, for example, polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin.
本発明の一実現例により、前記第2樹脂層にポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂を含むことにより、微生物等により自然分解され得るので環境配慮に有利であり、破壊強度、引張強度、伸び率、光学特性、硬度、溶融張力(melt strength)、および耐水性などの機械的物性を向上させることができ、特に、引張強度および伸び率を向上させヤング率を下げて、適切な強度を維持しながら柔軟性を向上させ得る。特に、前記ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂は、他の生分解性ポリエステル樹脂、例えば、ポリ乳酸系重合体よりもさらに伸縮性に優れ、柔軟性に優れ、騒音度の低い利点がある。このような理由から、前記ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)樹脂を主成分とする第2樹脂層を形成し、これを前記ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と交互に積層して多層生分解性フィルムを形成すると、適切な強度を維持しながら優れた柔軟性および透明性を実現し、騒音低減効果を同時に達成することができ、様々な生分解性製品への活用が可能であるという大きな利点がある。 In one embodiment of the present invention, the second resin layer contains polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin, which is naturally degradable by microorganisms and is therefore environmentally friendly. It also improves mechanical properties such as breaking strength, tensile strength, elongation, optical properties, hardness, melt strength, and water resistance. In particular, it improves tensile strength and elongation and reduces Young's modulus, thereby improving flexibility while maintaining appropriate strength. In particular, the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin has the advantages of superior elasticity, flexibility, and low noise levels compared to other biodegradable polyester resins, such as polylactic acid-based polymers. For these reasons, forming a second resin layer primarily composed of the polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin and alternately laminating it with a first resin layer primarily composed of the polylactic acid-based polymer to form a multilayer biodegradable film offers excellent flexibility and transparency while maintaining appropriate strength, while simultaneously achieving noise reduction effects. This offers the significant advantage of enabling use in a variety of biodegradable products.
一方、本発明の実現例によると、前記第2樹脂層は、前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を単独で含み得る。 Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the second resin layer may contain the aliphatic polyester-based resin or the aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin alone.
また他の実現例によると、前記第2樹脂層は、前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)単位と一緒に混合して得られた混合樹脂を含み得る。前記ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)単位は、ポリ[3-ヒドロキシブチレート](P3-HB)、ポリ[4-ヒドロキシブチレート](P4-HB)、ポリ[3-ヒドロキシバレレート](PHV)、ポリ[3-ヒドロキシブチレート]-co-ポリ[3-ヒドロキシバレレート](PHBV)、ポリ[3-ヒドロキシヘキサノエート](PHC)、ポリ[3-ヒドロキシヘプタノエート](PHH)、ポリ[3-ヒドロキシオクタノエート](PHO)、ポリ[3-ヒドロキシノナノエート](PHN)、ポリ[3-ヒドロキシデカノエート](PHD)、ポリ[3-ヒドロキシドデカノエート](PHDD)、およびポリ[3-ヒドロキシテトラデカノエート](PHTD)からなる群より選択される1種以上を含み得る。具体的に、前記ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)単位は、第2樹脂層の全重量を基準に30重量%以下で含まれ得る。 In another embodiment, the second resin layer may include a mixed resin obtained by mixing the aliphatic polyester resin or the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin together with polyhydroxyalkanoate (PHA) units. The polyhydroxyalkanoate (PHA) unit may comprise one or more selected from the group consisting of poly[3-hydroxybutyrate] (P3-HB), poly[4-hydroxybutyrate] (P4-HB), poly[3-hydroxyvalerate] (PHV), poly[3-hydroxybutyrate]-co-poly[3-hydroxyvalerate] (PHBV), poly[3-hydroxyhexanoate] (PHC), poly[3-hydroxyheptanoate] (PHH), poly[3-hydroxyoctanoate] (PHO), poly[3-hydroxynonanoate] (PHN), poly[3-hydroxydecanoate] (PHD), poly[3-hydroxydodecanoate] (PHDD), and poly[3-hydroxytetradecanoate] (PHTD). Specifically, the polyhydroxyalkanoate (PHA) units may be contained in an amount of 30% by weight or less based on the total weight of the second resin layer.
前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、前記第2樹脂層の全重量に対して、例えば50重量%以上、具体的に80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上。、95重量%以上、96重量%以上、97重量%以上、または98重量%以上で含まれ得る。 The aliphatic polyester resin or aliphatic-aromatic copolymer polyester resin may be contained in an amount of, for example, 50% by weight or more, specifically 80% by weight or more, 85% by weight or more, 90% by weight or more, 95% by weight or more, 96% by weight or more, 97% by weight or more, or 98% by weight or more, based on the total weight of the second resin layer.
前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、重量平均分子量(Mw)が、例えば50000~400000g/mol、例えば50000~300000g/mol、例えば50000~200000g/mol、または例えば50000~100000g/molであり得る。前記重量平均分子量(Mw)は、ゲル透過クロマトグラフィー法(GPC)により測定され得る。前記脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂の重量平均分子量(Mw)が前記範囲を満足すると、前記ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と相溶性および加工性にさらに優れることとなり、前記多層生分解性フィルムの適切な強度を維持しながら柔軟性、透明性、および騒音低減効果をさらに向上させ得る。 The aliphatic polyester resin or aliphatic-aromatic copolymer polyester resin may have a weight-average molecular weight (Mw) of, for example, 50,000 to 400,000 g/mol, for example, 50,000 to 300,000 g/mol, for example, 50,000 to 200,000 g/mol, or for example, 50,000 to 100,000 g/mol. The weight-average molecular weight (Mw) may be measured by gel permeation chromatography (GPC). When the weight-average molecular weight (Mw) of the aliphatic polyester resin or aliphatic-aromatic copolymer polyester resin satisfies the above range, it exhibits even better compatibility and processability with the first resin layer primarily composed of a polylactic acid polymer, thereby further improving the flexibility, transparency, and noise reduction effect of the multilayer biodegradable film while maintaining appropriate strength.
一方、本発明の実現例によると、第2樹脂層には、通常の静電印加剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線遮断剤、ブロッキング防止剤、およびその他の無機滑剤が本発明の効果を損なわない範囲内で添加されても構わない。 On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the second resin layer may contain conventional electrostatic agents, antistatic agents, antioxidants, heat stabilizers, UV blocking agents, antiblocking agents, and other inorganic lubricants, as long as the effects of the present invention are not impaired.
<第3樹脂層>
一方、本発明の実現例によると、前記第2樹脂層に用いられたものとは異なる脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第3樹脂層を、本発明の効果を損なわない範囲内で第1樹脂層および第2樹脂層と交互に積層して使用することもできる。
<Third resin layer>
On the other hand, according to an embodiment of the present invention, a third resin layer mainly composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin different from that used for the second resin layer can be alternately laminated with the first resin layer and the second resin layer within a range that does not impair the effects of the present invention.
第3樹脂層に使用され得る脂肪族ポリエステル系樹脂および脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂それぞれの具体例は、前記で第2樹脂層に用いられた樹脂と同一である。 Specific examples of the aliphatic polyester resin and aliphatic-aromatic copolymer polyester resin that can be used in the third resin layer are the same as those used in the second resin layer described above.
同様に、第3樹脂層も通常の静電印加剤、帯電防止剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線遮断剤、ブロッキング防止剤、およびその他の無機滑剤が本発明の効果を損なわない範囲内で添加されても構わない。 Similarly, the third resin layer may also contain conventional electrostatic agents, antistatic agents, antioxidants, heat stabilizers, UV blocking agents, antiblocking agents, and other inorganic lubricants, provided that the effects of the present invention are not impaired.
<コロナ層またはコーティング層>
一方、本発明の効果を損なわない範囲内で後加工工程の効果を高めるために、少なくともフィルム表面の一面にフィルムの加工適性を高めるためのコロナ処理を行うか、静電気防止やブロッキング防止のための無機物粒子コーティングを行うか、または印刷層との印刷適性を向上させるためのコーティング処理を行い得る。
<Corona Layer or Coating Layer>
On the other hand, in order to enhance the effect of post-processing steps within a range that does not impair the effects of the present invention, at least one surface of the film may be subjected to corona treatment to improve the processability of the film, or to an inorganic particle coating to prevent static electricity and blocking, or to a coating treatment to improve the printability with a printing layer.
一実現例による多層生分解性フィルムは、前記第1樹脂層の他面上に配置されるコロナ層をさらに含み得る。具体的に、前記コロナ層は、前記第1樹脂層の他面に直接形成され得る。 In one embodiment, the multilayer biodegradable film may further include a corona layer disposed on the other side of the first resin layer. Specifically, the corona layer may be formed directly on the other side of the first resin layer.
前記多層生分解性フィルムがコロナ層をさらに含むことにより、多層生分解性フィルム表面の油分等の汚染を除去し、接着部位と親和性のある表面を作って接着強度を増加させることができ、化学的および物理的に表面改質がなされ、親水性、接着性、印刷性、コーティング特性、蒸着特性などがさらに向上され得る。 By further including a corona layer, the multilayer biodegradable film can remove oil and other contaminants from the surface of the multilayer biodegradable film, creating a surface that is compatible with the adhesive site, thereby increasing adhesive strength. The surface can also be chemically and physically modified, further improving hydrophilicity, adhesion, printability, coating properties, deposition properties, etc.
前記コロナ層は、前記第1樹脂層のコロナ処理によって形成され、-CO、-COOHおよび-OHからなる群より選択される極性官能基を含み得る。 The corona layer is formed by corona treatment of the first resin layer and may contain polar functional groups selected from the group consisting of -CO, -COOH, and -OH.
前記第1樹脂層において、前記コロナ処理された面に対する表面張力が38dyn/cm以上であり、例えば38~70dyn/cm、例えば38~68dyn/cm、または例えば38~66dyn/cmであり得る。前記第1樹脂層において、前記コロナ処理された面に対する表面張力が前記範囲を満足すると、前記多層生分解性フィルムの接着性、印刷性、コーティング特性、蒸着特性などをさらに向上させ得る。 The surface tension of the first resin layer relative to the corona-treated surface may be 38 dyn/cm or more, for example, 38 to 70 dyn/cm, for example, 38 to 68 dyn/cm, or for example, 38 to 66 dyn/cm. When the surface tension of the first resin layer relative to the corona-treated surface satisfies this range, the adhesion, printability, coating properties, deposition properties, etc. of the multilayer biodegradable film may be further improved.
前記コロナ層の厚さは、多層生分解性フィルムの用途および目的に応じて適宜調整することができ、具体的に、例えば0.1nm~1000nm、例えば0.2nm~900nm、または例えば0.1nm~800nmであり得るが、これに限定されるものではない。 The thickness of the corona layer can be adjusted appropriately depending on the application and purpose of the multilayer biodegradable film, and can be, for example, 0.1 nm to 1000 nm, for example, 0.2 nm to 900 nm, or for example, 0.1 nm to 800 nm, but is not limited to these.
また他の実現例による多層生分解性フィルムは、前記第1樹脂層の他面上に配置されるコーティング層をさらに含み得る。 In another embodiment, the multilayer biodegradable film may further include a coating layer disposed on the other side of the first resin layer.
前記コーティング層は、プライマーコーティング層を含んで良く、この場合帯電防止性能を向上させ得る。 The coating layer may include a primer coating layer, which may improve antistatic performance.
前記プライマーコーティング層は、前記第1樹脂層の他面、または前記多層生分解性フィルムが前記コロナ層を含む場合、前記第1樹脂層の他面にコロナ層を含み、前記コロナ層の他面(下面)に、前記プライマーコーティング層を含み得る。 The primer coating layer may be on the other side of the first resin layer, or if the multilayer biodegradable film includes a corona layer, on the other side of the first resin layer, and on the other side (lower side) of the corona layer.
具体的に、前記第1樹脂層の他面上にプライマー処理を施してプライマーコーティング層を形成し得る。または、前記第1樹脂層の他面上に配置された前記コロナ層の一面(下面)にプライマー処理してプライマーコーティング層を形成し得る。 Specifically, a primer coating layer may be formed by applying a primer treatment to the other surface of the first resin layer. Alternatively, a primer coating layer may be formed by applying a primer treatment to one surface (lower surface) of the corona layer disposed on the other surface of the first resin layer.
前記プライマーコーティング層は、帯電防止性能を有するアンモニウム系化合物、リン酸系化合物およびアクリル系樹脂、並びにウレタン系樹脂等の高分子からなる群より選択される1種以上を含み得る。 The primer coating layer may contain one or more compounds selected from the group consisting of ammonium-based compounds, phosphoric acid-based compounds, acrylic resins, and polymers such as urethane-based resins, all of which have antistatic properties.
前記プライマーコーティング層の表面抵抗は、0.1~30Ω/□、0.2~28Ω/□、0.3~26Ω/□、0.4~24Ω/□、または1~20Ω/□であり得る。 The surface resistance of the primer coating layer may be 0.1 to 30 Ω/□, 0.2 to 28 Ω/□, 0.3 to 26 Ω/□, 0.4 to 24 Ω/□, or 1 to 20 Ω/□.
前記表面抵抗は、例えば常温(22±2℃)にて相対湿度(60%±10%)下で、表面抵抗測定器で帯電防止性能を評価したものである。 The surface resistance is measured by evaluating antistatic performance using a surface resistance meter, for example, at room temperature (22±2°C) and relative humidity (60%±10%).
前記コーティング層の厚さは、多層生分解性フィルムの用途および目的に応じて適宜調整することができ、具体的に15nm~50nm、20nm~45nm、25nm~40nm、または30nm~35nmであり得るが、これに限定されるものではない。 The thickness of the coating layer can be adjusted appropriately depending on the application and purpose of the multilayer biodegradable film, and may be, but is not limited to, 15 nm to 50 nm, 20 nm to 45 nm, 25 nm to 40 nm, or 30 nm to 35 nm.
[多層生分解性フィルムの構造的特徴]
図1を再度参照すると、本発明の実現例による多層生分解性フィルム100は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層110と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層120とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されている。
[Structural characteristics of multilayer biodegradable films]
Referring again to FIG. 1, the multilayer biodegradable film 100 according to an embodiment of the present invention is formed by alternating layers of two or more different thermoplastic resins, including a first resin layer 110 primarily composed of a polylactic acid-based polymer and a second resin layer 120 primarily composed of an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin.
また、前記多層生分解性フィルム100は、両面最外郭層として第1樹脂層110'を含み得る。具体的に、前記多層生分解性フィルムの両面最外郭層は、第1樹脂層110'である。 Furthermore, the multilayer biodegradable film 100 may include a first resin layer 110' as the outermost layer on both sides. Specifically, the outermost layer on both sides of the multilayer biodegradable film is the first resin layer 110'.
前記多層生分解性フィルムの最外郭層が、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層であると、延伸する上でさらに有利であり、成形性、加工性および生産性の面からさらに有利であり得る。仮に、前記多層生分解性フィルムの最外郭層として、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層を含む場合、延伸が容易ではないことがあり、キャスティングが容易ではなく粘着が起こり易いため、成形性、加工性および生産性を低下させ得る。 If the outermost layer of the multilayer biodegradable film is a first resin layer primarily composed of a polylactic acid polymer, it is more advantageous in terms of stretching and may be more advantageous in terms of formability, processability, and productivity. If the outermost layer of the multilayer biodegradable film contains a second resin layer primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin, stretching may be difficult, casting may be difficult, and adhesion may occur easily, which may reduce formability, processability, and productivity.
本発明の実現例によると、前記両面最外郭層の厚さの合計が、前記フィルム全体厚さの5~40%であり得る。具体的に、前記両面最外郭層の厚さの合計が、前記フィルム全体厚さの10~40%、15~40%、20~40%、25~40%、30~40%、30~38%、または30~37%であり得る。 According to an embodiment of the present invention, the total thickness of the outermost layers on both sides may be 5 to 40% of the total thickness of the film. Specifically, the total thickness of the outermost layers on both sides may be 10 to 40%, 15 to 40%, 20 to 40%, 25 to 40%, 30 to 40%, 30 to 38%, or 30 to 37% of the total thickness of the film.
前記両面最外郭層の厚さの合計が前記範囲を満足すると、本発明で目的とする効果を実現する上でより有利であり、延伸する上でさらに有利であり、成形性、加工性および生産性の面から非常に有利であり得る。
また、前記両面最外郭層と接する樹脂層は、第2樹脂層であり得る。
When the total thickness of the outermost layers on both sides satisfies the above range, it is more advantageous in achieving the intended effect of the present invention, is more advantageous in stretching, and can be very advantageous in terms of formability, processability, and productivity.
The resin layer in contact with the outermost layers on both sides may be a second resin layer.
本発明の実現例によると、前記多層生分解性フィルムの全層数は、フィルムの個別層の厚さを考慮して調整し得るが、前記両面最外郭層を含めて5層以上であり得る。例えば、前記多層生分解性フィルムは、5層~500層、5層~300層、5層~250層、5層~225層、7層~400層、7層~350層、7層~300層、7層~250層、7層~220層、10層~200層、10層~150層、10層~100層、または10層~50層であり得る。前記多層生分解性フィルムが、前記両面最外郭層を含めて5層未満であると、透明性が低下する問題があり得る。 According to an embodiment of the present invention, the total number of layers of the multilayer biodegradable film can be adjusted taking into account the thickness of each individual layer of the film, but may be 5 or more layers, including the outermost layers on both sides. For example, the multilayer biodegradable film may have 5 to 500 layers, 5 to 300 layers, 5 to 250 layers, 5 to 225 layers, 7 to 400 layers, 7 to 350 layers, 7 to 300 layers, 7 to 250 layers, 7 to 220 layers, 10 to 200 layers, 10 to 150 layers, 10 to 100 layers, or 10 to 50 layers. If the multilayer biodegradable film has fewer than 5 layers, including the outermost layers on both sides, there may be a problem of reduced transparency.
一方、本発明の実現例による多層生分解性フィルムにおいて、前記両面最外郭層を除く第1樹脂層および第2樹脂層の個別層の平均厚さ比が1:0.5~2であり得る。前記最外郭層を除く第1樹脂層および第2樹脂層の個別層の平均厚さ比は、例えば1:0.5~2、例えば1:0.5~1.5、または例えば1:0.5~1.3であり得る。前記最外郭層を除く第1樹脂層および第2樹脂層の個別層の平均厚さ比が前記範囲を満足すると、多層生分解性フィルムの全体的な均一度調整にさらに有利であり得る。 Meanwhile, in a multilayer biodegradable film according to an embodiment of the present invention, the average thickness ratio of the individual layers of the first resin layer and the second resin layer excluding the outermost layers on both sides may be 1:0.5 to 2. The average thickness ratio of the individual layers of the first resin layer and the second resin layer excluding the outermost layer may be, for example, 1:0.5 to 2, for example, 1:0.5 to 1.5, or for example, 1:0.5 to 1.3. When the average thickness ratio of the individual layers of the first resin layer and the second resin layer excluding the outermost layer satisfies the above range, it may be more advantageous for adjusting the overall uniformity of the multilayer biodegradable film.
前記両面最外郭層を除く第1樹脂層の個別層の平均厚さは、例えば10~1000nm、例えば50~800nm、または例えば100~600nmであり得る。 The average thickness of each individual layer of the first resin layer, excluding the outermost layers on both sides, may be, for example, 10 to 1,000 nm, for example, 50 to 800 nm, or for example, 100 to 600 nm.
前記両面最外郭層を除く第1樹脂層の総厚さは、例えば3μm~40μm、例えば3μm~30μm、例えば3μm~20μm、例えば5μm~18μm、または例えば5μm~15μmであり得る。 The total thickness of the first resin layer excluding the outermost layers on both sides may be, for example, 3 μm to 40 μm, for example, 3 μm to 30 μm, for example, 3 μm to 20 μm, for example, 5 μm to 18 μm, or for example, 5 μm to 15 μm.
前記両面最外郭層を含む第1樹脂層の総厚さは、例えば5μm~60μm、例えば5μm~50μm、例えば8μm~40μm、例えば8μm~30μm、例えば10μm~30μm、または例えば10μm~20μmであり得る。 The total thickness of the first resin layer, including the outermost layers on both sides, may be, for example, 5 μm to 60 μm, for example, 5 μm to 50 μm, for example, 8 μm to 40 μm, for example, 8 μm to 30 μm, for example, 10 μm to 30 μm, or for example, 10 μm to 20 μm.
前記第1樹脂層の総厚さおよび個別層の平均厚さが前記範囲を満足すると、本発明で目的とする効果を達成する上でさらに有利であり得る。 If the total thickness of the first resin layer and the average thickness of the individual layers fall within the above ranges, it may be even more advantageous in achieving the intended effects of the present invention.
前記第2樹脂層の個別層の平均厚さは、例えば10nm~800nm、例えば50nm~700nm、または例えば100nm~600nmであり得る。前記第2樹脂層の個別層の平均厚さが前記範囲を満足すると、均一度調整がより容易となり、これによりフィルムの外観特性および機械的物性をさらに向上させ得る。 The average thickness of each individual layer of the second resin layer may be, for example, 10 nm to 800 nm, for example, 50 nm to 700 nm, or for example, 100 nm to 600 nm. When the average thickness of each individual layer of the second resin layer satisfies this range, it becomes easier to adjust the uniformity, thereby further improving the appearance characteristics and mechanical properties of the film.
前記第2樹脂層の総厚さは、例えば2.5μm~40μm、例えば4μm~30μm、例えば4μm~20μm、例えば4μm~15μm、または例えば5μm~10μmであり得る。前記第2樹脂層の総厚さおよび個別層の平均厚さが前記範囲を満足すると、本発明で目的とする効果を達成する上でさらに有利であり得る。 The total thickness of the second resin layer may be, for example, 2.5 μm to 40 μm, for example, 4 μm to 30 μm, for example, 4 μm to 20 μm, for example, 4 μm to 15 μm, or for example, 5 μm to 10 μm. If the total thickness of the second resin layer and the average thickness of the individual layers fall within the above ranges, it may be more advantageous in achieving the intended effects of the present invention.
前記多層生分解性フィルムの総厚さは、前記両面最外郭層を含め、例えば7.5μm~100μm、例えば9μm~80μm、例えば12μm~55μm、例えば13μm~50μm、例えば13μm~40μm、例えば15μm~40μm、例えば15μm~35μm、または例えば20μm~25μmであり得る。 The total thickness of the multilayer biodegradable film, including the outermost layers on both sides, can be, for example, 7.5 μm to 100 μm, for example, 9 μm to 80 μm, for example, 12 μm to 55 μm, for example, 13 μm to 50 μm, for example, 13 μm to 40 μm, for example, 15 μm to 40 μm, for example, 15 μm to 35 μm, or for example, 20 μm to 25 μm.
[多層生分解性フィルムの物性]
実現例による多層生分解性フィルムは、優れた均一度、柔軟性および透明性を同時に有するとともに、騒音度が低い特徴がある。
[Physical properties of multilayer biodegradable film]
The multilayer biodegradable film according to the embodiment has excellent uniformity, flexibility and transparency at the same time, and is characterized by low noise level.
まず、前記多層生分解性フィルムにおいて、前記第1樹脂層の下記式1で表される均一度(LUI)は、0.2μm以下であり得る。
<式1>
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
First, in the multilayer biodegradable film, the first resin layer may have a lumen uniformity (LUI) of 0.2 μm or less, as represented by the following Equation 1:
<Formula 1>
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
The t min,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film.
なお、前記第1樹脂層の個別層は、第1樹脂層のうち両面最外郭層(図1および図3の110')を除く各々の層を意味する。したがって、前記第1樹脂層の個別層110の厚さのうち最大厚さおよび最小厚さは、それぞれ第1樹脂層のうち両面最外郭層110'を除く個別層110の厚さのうちの最大厚さおよび最小厚さのことを意味する。 The individual layers of the first resin layer refer to each layer of the first resin layer excluding the outermost layers on both sides (110' in Figures 1 and 3). Therefore, the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 of the first resin layer refer to the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 of the first resin layer excluding the outermost layers 110' on both sides.
前記式1で表される第1樹脂層の均一度(LUI)は、前記多層生分解性フィルムの外観特性、フィルムの厚さ均一度、並びに柔軟性、透明性および騒音度の程度を左右する重要な物性であり得る。特に、前記第1樹脂層の均一度(LUI)を特定の範囲に調整することにより、最終の多層生分解性フィルムの均一度を制御することができ、これによりフィルムの物性、外観特性および騒音度が変わり得る。 The uniformity (LUI) of the first resin layer represented by Equation 1 above can be an important physical property that determines the appearance characteristics, film thickness uniformity, and flexibility, transparency, and noise level of the multilayer biodegradable film. In particular, by adjusting the uniformity (LUI) of the first resin layer within a specific range, the uniformity of the final multilayer biodegradable film can be controlled, which can change the physical properties, appearance characteristics, and noise level of the film.
一般に、多層生分解性フィルムの成形の際、均一度の観点から位置別の厚さ偏差が大きいとフィルムの外観および厚さの調整が難しく、これによりフィルムの柔軟性および透明性が低下し騒音度が大きくなり、全体的に物性が低下し得る。さらには、位置別の厚さ偏差に起因して延伸が難しくなり、加工性、生産性および成形性にも問題があり得る。 Generally, when molding a multilayer biodegradable film, if there is a large deviation in thickness from one position to another, it becomes difficult to control the appearance and thickness of the film from the perspective of uniformity. This can result in reduced flexibility and transparency of the film, increased noise, and overall poor physical properties. Furthermore, thickness deviation from one position to another can make stretching difficult, leading to problems with processability, productivity, and moldability.
したがって、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、前記多層生分解性フィルムを含む包装材等の成形品の品質を示す尺度となり得るので、前記多層生分解性フィルムの第1樹脂層の位置別厚さ偏差を減らして均一度(LUI)を制御することが非常に重要である。 Therefore, since the uniformity (LUI) of the first resin layer can be a measure of the quality of molded products such as packaging materials that contain the multilayer biodegradable film, it is very important to control the uniformity (LUI) by reducing the thickness deviation from one position to another in the first resin layer of the multilayer biodegradable film.
図2を参照すると、前記多層生分解性フィルム100の均一度(LUI)は、多層生分解性フィルムの幅(W)方向の中央点を「C」、幅方向の一端部から50mm離れた点(W1)を「N」、幅方向の他端部から50mm離れた点(W2)を「S」とした後、前記多層生分解性フィルムの厚さ方向に切断(A-A')したとき、この切断された断面で電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて測定され得る。 Referring to Figure 2, the uniformity (LUI) of the multilayer biodegradable film 100 can be measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) on the cross section of the multilayer biodegradable film 100 cut in the thickness direction (A-A') after defining the center point of the multilayer biodegradable film in the width (W) direction as "C," a point 50 mm away from one end of the width direction (W1) as "N," and a point 50 mm away from the other end of the width direction (W2) as "S."
図3の(a)および(b)は、それぞれ図2におけるA-A'線に沿って切開した斜視図(a)およびその断面の拡大図(b)である。 Figures 3(a) and (b) are a perspective view (a) cut along line A-A' in Figure 2, and an enlarged view (b) of that cross section, respectively.
図3の(b)を参照すると、前記積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さ(このとき、両面最外郭層110'の厚さを除く)、つまりN点における厚さ(tN1、tN2、tN3...)、C点における厚さ(tC1、tC2、tC3...)、S点における厚さ(tS1、tS2、tS3...)をそれぞれ測定し、前記積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さの中から、最大厚さであるtmax、N、tmax、C、tmax、Sおよび最小厚さであるtmin、N、tmin、C、tmin、Sをそれぞれ求め、これらの各値を用いて前記式1で表される均一度(LUI)を測定し得る。すなわち、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、前記積層された第1樹脂層のうち両面最外郭層を除く各個別層の位置別厚さを求め、各々の位置別厚さの最大値から最小値を減じた後3で除した値であり得る。 Referring to (b) of Figure 3, the thicknesses of the individual layers of the laminated first resin layer at each position (excluding the thickness of the outermost layer 110' on both sides), i.e., the thickness at point N ( tN1 , tN2 , tN3 ...), the thickness at point C ( tC1 , tC2 , tC3 ...), and the thickness at point S ( tS1 , tS2 , tS3 ...), are measured, and the maximum thicknesses tmax , N , tmax , C , tmax, S and the minimum thicknesses tmin, N, tmin , C , tmin , S are calculated from the thicknesses of the individual layers of the laminated first resin layer at each position, and the uniformity (LUI) expressed by Equation 1 can be measured using these values. That is, the uniformity (LUI) of the first resin layer may be a value obtained by calculating the thickness of each individual layer of the stacked first resin layer, excluding the outermost layers on both sides, subtracting the minimum value from the maximum value of the thickness at each position, and dividing the result by 3.
前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、第1樹脂層の位置別厚さ偏差が低いほど低く、前記位置別厚さ偏差が高いほど高くあり得る。 The uniformity (LUI) of the first resin layer may be lower as the positional thickness deviation of the first resin layer is lower, and may be higher as the positional thickness deviation is higher.
前記多層生分解性フィルムにおいて、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、例えば0.2μm以下、例えば0.15μm以下、例えば0.12μm以下、例えば0.1μm以下、または例えば、0.08μm以下であり得る。 In the multilayer biodegradable film, the uniformity (LUI) of the first resin layer may be, for example, 0.2 μm or less, for example, 0.15 μm or less, for example, 0.12 μm or less, for example, 0.1 μm or less, or for example, 0.08 μm or less.
前記多層生分解性フィルムにおいて、前記第1樹脂層の均一度(LUI)が前記範囲を満足すると、多層生分解性フィルムの均一度の位置別偏差を減らすことができ、これによりフィルムの外観特性を向上させることができ、柔軟性および透明性をさらに向上させ、騒音特性を改善させ得る。また、前記第1樹脂層の均一度(LUI)が前記範囲を満足すると、厚さ調整および厚さ偏差調整が容易で工程性をさらに向上させることができ、これにより加工性、生産性および成形性をさらに向上させ得る。仮に、前記第1樹脂層の均一度(LUI)が前記範囲を超える場合、フィルムの外観特性に問題が生じることがあり、位置別均一度が悪くなり、各層に跡や欠陥などが発生することがあり、これにより当該位置別の物性が低下し得る。 In the multilayer biodegradable film, if the uniformity (LUI) of the first resin layer satisfies the above range, the positional deviation in uniformity of the multilayer biodegradable film can be reduced, thereby improving the appearance characteristics of the film, further improving flexibility and transparency, and improving noise characteristics. Furthermore, if the uniformity (LUI) of the first resin layer satisfies the above range, thickness adjustment and thickness deviation adjustment can be easily performed, further improving processability, thereby further improving processability, productivity, and moldability. If the uniformity (LUI) of the first resin layer exceeds the above range, problems may occur with the appearance characteristics of the film, positional uniformity may be poor, and marks and defects may occur in each layer, resulting in reduced physical properties at that position.
本発明の一実現例により、多層生分解性フィルムの層が5層~30層であり、フィルムの厚さが20~25μmの場合、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、例えば0.1μm以下、例えば0.09μm以下、または例えば0.08μm以下であり得る。 In one embodiment of the present invention, when the multilayer biodegradable film has 5 to 30 layers and a film thickness of 20 to 25 μm, the uniformity (LUI) of the first resin layer may be, for example, 0.1 μm or less, for example, 0.09 μm or less, or for example, 0.08 μm or less.
本発明のまた他の実現例により、多層生分解性フィルムの層が30層超~50層未満であり、フィルムの厚さが20~25μmの場合、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、例えば0.15μm以下、例えば0.12μm以下、または例えば0.10μm以下であり得る。 In another embodiment of the present invention, when the multilayer biodegradable film has more than 30 layers but less than 50 layers and the film thickness is 20 to 25 μm, the uniformity (LUI) of the first resin layer may be, for example, 0.15 μm or less, for example, 0.12 μm or less, or for example, 0.10 μm or less.
本発明のまた他の実現例により、多層生分解性フィルムの層が50層以上であり、フィルムの厚さが20~25μmである場合、前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、例えば0.2μm以下、例えば0.15μm以下、または例えば0.13μm以下であり得る。 In another embodiment of the present invention, when the multilayer biodegradable film has 50 or more layers and a film thickness of 20 to 25 μm, the uniformity (LUI) of the first resin layer may be, for example, 0.2 μm or less, for example, 0.15 μm or less, or for example, 0.13 μm or less.
前記第1樹脂層の均一度(LUI)は、前記範囲内でその値が小さいほど、本発明の実現例による目的を達成する上でさらに有利であり得る。 The smaller the uniformity (LUI) of the first resin layer within the above range, the more advantageous it may be in achieving the objectives of this embodiment of the present invention.
また、本発明の実現例による多層生分解性フィルムは、下記式2で表される多層生分解性フィルムの幅方向の両端の均一度差(ΔtN,S)が0.06μm以下であり得る。 In addition, the multilayer biodegradable film according to an embodiment of the present invention may have a uniformity difference (Δt N,S ) between both ends in the width direction of the multilayer biodegradable film, represented by the following formula 2, of 0.06 μm or less.
<式2>
前記式2において、
前記tmax、N、tmin、N、tmax、S、およびtmin、Sは、前記で定義した通りである。
<Formula 2>
In the formula 2,
The t max,N 1 , t min,N 2 , t max,S 1 , and t min,S are as defined above.
具体的に、前記多層生分解性フィルムの幅方向の両端の均一度差(ΔtN,S)は、例えば0.05μm以下、例えば0.03μm以下、例えば0.027μm以下、例えば0.025μm以下、例えば0.02μm以下、または例えば0.015μm以下であり得る。前記多層生分解性フィルムの幅方向の両端の均一度差(ΔtN,S)は0に近いほど有利であり、この場合フィルムの両端の厚さ偏差が減少してフィルムの外観特性を向上させることができ、柔軟性および透明性をさらに向上させ、騒音特性を向上させ得る。仮に、前記多層生分解性フィルムの幅方向の両端の均一度差(ΔtN,S)が前記範囲を外れる場合、フィルムの外観特性に問題が生じることがあり、均一度が悪くなり、各層に跡や欠陥などが発生することがあり、これにより、当該位置別物性が低下し得る。 Specifically, the difference in uniformity (Δt N,S ) between both ends of the multilayer biodegradable film in the width direction may be, for example, 0.05 μm or less, for example, 0.03 μm or less, for example, 0.027 μm or less, for example, 0.025 μm or less, for example, 0.02 μm or less, or for example, 0.015 μm or less. The closer the difference in uniformity (Δt N,S ) between both ends of the multilayer biodegradable film in the width direction is to 0, the more advantageous it is. In this case, the thickness deviation between both ends of the film is reduced, improving the appearance characteristics of the film, further improving flexibility and transparency, and improving noise characteristics. If the difference in uniformity (Δt N,S ) between both ends of the multilayer biodegradable film in the width direction is outside the above range, problems may occur in the appearance characteristics of the film, such as poor uniformity and the occurrence of marks or defects in each layer, which may result in reduced physical properties at that location.
本発明の一実現例によると、N点に対して、前記tmax、Nおよびtmin、Nの差は、例えば、0.15μm以下、例えば0.13μm以下、例えば0.12μm以下、例えば0.1μm以下、例えば0.08μm以下、または例えば0.07μm以下であり得る。 According to one implementation of the present invention, for N points, the difference between the t max,N and t min,N may be, for example, 0.15 μm or less, such as 0.13 μm or less, such as 0.12 μm or less, such as 0.1 μm or less, such as 0.08 μm or less, or such as 0.07 μm or less.
S点に対して、前記tmax、Sおよびtmin、Sの差は、例えば0.15μm以下、例えば0.12μm以下、例えば0.1μm以下、または例えば0.1μm未満であり得る。 For point S, the difference between said t max, S and t min, S may be, for example, 0.15 μm or less, such as 0.12 μm or less, such as 0.1 μm or less, or such as less than 0.1 μm.
C点に対して、前記tmax、Cおよびtmin、Cの差は、例えば0.2μm以下、例えば0.15μm以下、例えば0.13μm以下、例えば0.12μm以下、または例えば0.1μm以下であり得る。 For point C, the difference between the t max, C and t min, C may be, for example, 0.2 μm or less, for example, 0.15 μm or less, for example, 0.13 μm or less, for example, 0.12 μm or less, or for example, 0.1 μm or less.
前記多層生分解性フィルムのtmax、Nおよびtmin、Nの差、前記tmax、Sおよびtmin、Sの差、および前記tmax、Cおよびtmin、Cの差のうち少なくとも1つが前記範囲を満足すると、フィルムの厚さ偏差が減少してフィルムの外観特性を向上させることができ、柔軟性および透明性をさらに向上させ、騒音特性を改善し得る。 When at least one of the difference between tmax , N and tmin , N , the difference between tmax , S and tmin , S , and the difference between tmax , C and tmin , C of the multilayer biodegradable film satisfies the above range, the thickness deviation of the film can be reduced, improving the appearance properties of the film, further improving flexibility and transparency, and improving noise characteristics.
一方、前記多層生分解性フィルムは、下記式3で表される柔軟騒音複合度(FNC)が20以下であり得る。 Meanwhile, the multilayer biodegradable film may have a flexibility noise composite (FNC) of 20 or less, as expressed by the following formula 3:
<式3>
前記式3において、
前記YMおよびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルムの試験片で測定された単位を除いた数値であり、
前記YMは、ASTM D882に基づいて多層生分解性フィルム試験片を作製した後、長さ150mmおよび幅15mmに裁断し、チャック間間隔が50mmとなるように装着して引張速度200mm/分で実験した後、測定開始点から伸び率3%到達点までの直線勾配値であるヤング率(Young's modulus,kgf/mm2)であり、
前記NAVGは、ポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズに裁断した多層生分解性フィルムをデジタル騒音分析装置から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出すとき測定した騒音度を5回測定して算出した平均騒音度(dB)である。
<Formula 3>
In the formula 3,
The YM and N AVG are unit-free values measured on a test piece of the multilayer biodegradable film,
The YM is Young's modulus (kgf/mm2), which is a linear gradient value from the measurement start point to the point where an elongation rate of 3% is reached, after preparing a multilayer biodegradable film specimen according to ASTM D882, cutting it into a length of 150 mm and a width of 15 mm, and attaching it so that the gap between chucks is 50 mm and testing it at a pulling speed of 200 mm/min.
The N AVG is the average noise intensity (dB) calculated by measuring five times the noise intensity while a multilayer biodegradable film cut to A4 size of 210 mm x 297 mm was placed 30 cm away from a digital noise analyzer in a polycarbonate box of 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm, and the film was gripped at both ends with a jig and repeatedly twisted back and forth at a speed of 30 times per minute, producing noise for at least 5 seconds.
前記式3で表される柔軟騒音複合度(FNC)は、前記多層生分解性フィルムのヤング率と騒音度との積を1000で除した値を示し、これは前記多層生分解性フィルムの柔軟性および騒音度の複合特性程度を示す指標である。 The flexibility noise composite index (FNC) represented by Equation 3 above is the product of the Young's modulus and noise intensity of the multilayer biodegradable film divided by 1000, and is an index showing the degree of the composite properties of flexibility and noise intensity of the multilayer biodegradable film.
前記柔軟騒音複合度(FNC)は、前記多層生分解性フィルムのヤング率および/または騒音度が低いほど低くあり得る。 The flexibility noise composite (FNC) may be lower if the multilayer biodegradable film has a lower Young's modulus and/or noise index.
このような特性を有する柔軟騒音複合度(FNC)は、前記特定範囲以下を満足するとき、前記多層生分解性フィルムの柔軟性および透明性をさらに向上させ、騒音度を低減することができ、さらには、前記多層生分解性フィルムを含む包装材などの成形品の品質をより向上させ得る。 When the flexibility noise composite (FNC) having such characteristics satisfies the specific range or less, it can further improve the flexibility and transparency of the multilayer biodegradable film, reduce noise levels, and further improve the quality of molded products such as packaging materials that contain the multilayer biodegradable film.
前記多層生分解性フィルムの柔軟騒音複合度(FNC)は、例えば20以下、例えば2~20、例えば3~18、例えば5~18、または例えば10~19であり得る。前記柔軟騒音複合度(FNC)が前記範囲を満足すると、前記多層生分解性フィルムの柔軟性および騒音特性を同時に改善し得る。 The flexibility and noise composite (FNC) of the multilayer biodegradable film can be, for example, 20 or less, for example, 2 to 20, for example, 3 to 18, for example, 5 to 18, or for example, 10 to 19. When the flexibility and noise composite (FNC) satisfies this range, the flexibility and noise properties of the multilayer biodegradable film can be improved simultaneously.
一方、前記式3において、前記多層生分解性フィルムのヤング率は、300kgf/mm2以下、250kgf/mm2以下、または240kgf/mm2以下であることが好ましい。前記ヤング率は、ASTM D882に基づいて前記多層生分解性フィルム試験片を作製した後、長さ150mm、幅15mmに切断した後、チャック間間隔が50mmとなるように装着して、前記試験片を引張試験機(インストロン社5566A)により引張速度200mm/分で実験した後、測定開始点から伸び率3%到達点までの直線勾配をヤング率として測定し得る。 Meanwhile, in Equation 3, the Young's modulus of the multilayer biodegradable film is preferably 300 kgf/mm2 or less , 250 kgf/mm2 or less , or 240 kgf/ mm2 or less. The Young's modulus can be measured by preparing a test piece of the multilayer biodegradable film in accordance with ASTM D882, cutting it to a length of 150 mm and a width of 15 mm, and mounting it so that the chuck spacing is 50 mm. The test piece is then subjected to an experiment using a tensile tester (Instron 5566A) at a tensile speed of 200 mm/min, and the linear gradient from the measurement start point to the point where an elongation of 3% is reached is measured as the Young's modulus.
一般的な方法により作製された単層ポリ乳酸重合体フィルムのヤング率は350kgf/mm2以上と、柔軟性が著しく低くフィルムが硬いため、用途が制限され得る。前記多層生分解性フィルムのヤング率が300kgf/mm2以下を満足すると、前記柔軟騒音複合度(FNC)を20以下に制御するのにさらに有利で、目的とする効果を容易に実現し得る。 A single-layer polylactic acid polymer film produced by a conventional method has a Young's modulus of 350 kgf/mm2 or more , which is extremely low in flexibility and hard, limiting its applications. When the Young's modulus of the multilayer biodegradable film satisfies 300 kgf/ mm2 or less, it is more advantageous to control the Flexibility Noise Composite (FNC) to 20 or less, and the desired effect can be easily achieved.
また、前記式3において、前記多層生分解性フィルムの平均騒音度(NAVG)は、多層生分解性フィルムをポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズに裁断し、前記多層生分解性フィルムをデジタル騒音分析装置(Cirrus Research PlC社、モデル名:CR-162C)から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出すときに測定した騒音度を5回測定して算出した平均騒音度と定義した。 In addition, in Equation 3, the average noise intensity ( NAVG ) of the multilayer biodegradable film was defined as the average noise intensity calculated by cutting the multilayer biodegradable film into an A4 size of 210 mm x 297 mm in a polycarbonate box of 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm, positioning the multilayer biodegradable film 30 cm away from a digital noise analyzer (Cirrus Research Plc, model name: CR-162C), gripping both ends of the film with a jig, and twisting it back and forth at a speed of 30 times per minute five times while producing noise for 5 seconds or more.
前記多層生分解性フィルムは、特定の範囲以下に前記平均騒音度(NAVG)を制御することが、高品質の包装材を提供する面から好ましい。 It is preferable that the average noise intensity (N AVG ) of the multilayer biodegradable film be controlled to a specific range or less in order to provide a high-quality packaging material.
具体的に、前記多層生分解性フィルムの平均騒音度(NAVG)は、例えば86dB以下、例えば85dB以下、例えば80dB以下、または例えば79.5dB以下であり得る。 Specifically, the average noise intensity (N AVG ) of the multilayer biodegradable film may be, for example, 86 dB or less, for example, 85 dB or less, for example, 80 dB or less, or for example, 79.5 dB or less.
特に、前記多層生分解性フィルムの平均騒音度(NAVG)が80dB以下であると、前記柔軟騒音複合度(FNC)を20以下に制御する上でさらに有利で、低い騒音度により品質の良い包装材を提供し得る。 In particular, if the average noise intensity ( NAVG ) of the multilayer biodegradable film is 80 dB or less, it is more advantageous in controlling the flexible noise composite (FNC) to 20 or less, and a high-quality packaging material can be provided due to the low noise intensity.
さらに、前記多層生分解性フィルムは、下記式4で表されるフィルムの外観騒音品質複合指数(QCI)が28以下であり得る。 Furthermore, the multilayer biodegradable film may have a film appearance noise quality composite index (QCI) of 28 or less, as represented by the following formula 4:
<式4>
前記式4において、
前記HZ、LUI、およびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルム試験片で測定された単位を除いた数値であって、
前記HZは、前記多層生分解性フィルムのヘイズ(%)であり、
前記LUIおよび前記NAVGは、それぞれ前記で定義した通りである。
<Formula 4>
In the formula 4,
The HZ, LUI, and N AVG are unit-free values measured on the multilayer biodegradable film specimen,
HZ is the haze (%) of the multilayer biodegradable film,
The LUI and the N AVG are as defined above.
前記式4で表される外観騒音品質複合指数(QCI)は、前記多層生分解性フィルムのヘイズ、均一度および騒音度の合計を3で除した値であり、第1樹脂層の均一度(LUI)、最終多層生分解性フィルムの均一度、透明性および騒音度の複合特性の程度を示す指標である。 The appearance noise quality composite index (QCI) represented by the above formula 4 is the sum of the haze, uniformity, and noise level of the multilayer biodegradable film divided by 3, and is an index that indicates the degree of the composite properties of the uniformity (LUI) of the first resin layer and the uniformity, transparency, and noise level of the final multilayer biodegradable film.
前記外観騒音品質複合指数(QCI)は、前記多層生分解性フィルムのヘイズ、均一度および騒音特性(騒音低減効果)が全て優れるほど前記範囲を満足することができる。すなわち、前記外観騒音品質複合指数(QCI)は、前記多層生分解性フィルムのヘイズ、均一度および/または騒音度がそれぞれ低いほど低くあり得る。 The appearance and noise quality composite index (QCI) can satisfy the above range as the haze, uniformity, and noise characteristics (noise reduction effect) of the multilayer biodegradable film are all excellent. In other words, the appearance and noise quality composite index (QCI) can be lower as the haze, uniformity, and/or noise level of the multilayer biodegradable film are lower.
このような特性を有する外観騒音品質複合指数(QCI)は、前述の範囲を満足するとき、前記多層生分解性フィルムのヘイズおよび均一度を同時にさらに向上させ、騒音度を低減することができ、さらには前記多層生分解性フィルムを含む包装材などの成形品の品質をより向上させ得る。 When the appearance noise quality composite index (QCI) having such characteristics satisfies the aforementioned range, it can simultaneously further improve the haze and uniformity of the multilayer biodegradable film, reduce noise levels, and further improve the quality of molded products such as packaging materials that contain the multilayer biodegradable film.
前記多層生分解性フィルムの外観騒音品質複合指数(QCI)は、例えば15~28、例えば20~28、例えば22~28、または例えば25~28であり得る。前記多層生分解性フィルムの外観騒音品質複合指数(QCI)を前記範囲で満足すると、柔軟性、騒音低減効果および透明性を同時に向上させ得るので、包装材として様々な分野に活用され、高品質の環境配慮型包装材を提供する上でさらに有利であり得る。 The appearance noise quality composite index (QCI) of the multilayer biodegradable film may be, for example, 15 to 28, for example, 20 to 28, for example, 22 to 28, or for example, 25 to 28. When the appearance noise quality composite index (QCI) of the multilayer biodegradable film satisfies this range, flexibility, noise reduction effect, and transparency can be simultaneously improved, making it suitable for use as a packaging material in a variety of fields and further advantageous in providing high-quality, environmentally friendly packaging materials.
また、本発明の実現例による多層生分解性フィルムのヘイズは、10%以下、5%以下、または3%以下であることが好ましい。前記ヘイズが10%を超えると、透明性が足りず用途が制限され得る。 Furthermore, it is preferable that the haze of the multilayer biodegradable film according to the embodiment of the present invention is 10% or less, 5% or less, or 3% or less. If the haze exceeds 10%, the transparency may be insufficient, which may limit its applications.
本発明の多層生分解性フィルムは、環境負荷を低減しようとする製品の特性上、少なくとも60%以上、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の生分解率を有し得る。 The multilayer biodegradable film of the present invention, which is a product intended to reduce environmental impact, can have a biodegradation rate of at least 60%, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
[多層生分解性フィルムの製造方法]
一実現例により、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂および脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂をそれぞれ準備する段階(段階1)と、前記第1樹脂および前記第2樹脂をそれぞれ溶融押出し第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得る段階(段階2)と、前記積層されたシートを二軸延伸し熱固定して、多層生分解性フィルムを得る段階(段階)と、を含み、前記多層生分解性フィルムは前記第1樹脂層の前記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下である、多層生分解性フィルムの製造方法を提供する。
[Method for producing multilayer biodegradable film]
In one embodiment, a method for producing a multilayer biodegradable film is provided, which includes the steps of: preparing a first resin primarily composed of a polylactic acid polymer; and a second resin primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin (Step 1); melt-extruding the first resin and the second resin, respectively, to alternately laminate first resin layers and second resin layers, thereby obtaining a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated (Step 2); and biaxially stretching and heat-setting the laminated sheet to obtain a multilayer biodegradable film (Step 3), wherein the first resin layer of the multilayer biodegradable film has a linear unit interface (LUI) of 0.2 μm or less, as expressed by Equation 1.
本発明の実現例による多層生分解性フィルムの製造方法は、特定の樹脂を主成分として含む第1樹脂および第2樹脂を用いて溶融押出し、第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得て、これを二軸延伸および熱固定することにより、成形性、加工性および生産性をより向上させることができ、経済的かつ効率的な方法により、本発明で目的とする優れた均一度、柔軟性および透明性を同時に有するとともに、騒音度も改善された多層生分解性フィルムを得ることができる。 A method for producing a multilayer biodegradable film according to an embodiment of the present invention involves melt extrusion of a first resin and a second resin, each containing a specific resin as its main component, and alternating lamination of the first and second resin layers to obtain a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated. This sheet is then biaxially stretched and heat-set, thereby further improving formability, processability, and productivity. This economical and efficient method allows for the production of a multilayer biodegradable film that simultaneously possesses the excellent uniformity, flexibility, and transparency desired by the present invention, as well as improved noise levels.
特に、前記多層生分解性フィルムの製造方法は、第1樹脂および第2樹脂の溶融温度およびこれらの溶融温度差を制御することにより、前記第1樹脂層と第2樹脂層との溶融粘度範囲を効率的に制御することができ、これにより、各層の位置別厚さを微調整して、前記第1樹脂層の均一度(LUI)を最適の範囲に調整し得ることに技術的意義がある。 In particular, the method for manufacturing the multilayer biodegradable film has the technical significance of being able to efficiently control the melt viscosity range of the first resin layer and the second resin layer by controlling the melting temperatures of the first resin and the second resin and the difference between their melting temperatures, thereby enabling fine adjustment of the thickness of each layer at each position and adjusting the lumen uniformity (LUI) of the first resin layer to an optimal range.
図4を参照すると、前記多層生分解性フィルムの製造方法(S100)は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂および脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂をそれぞれ準備する段階(S110)を含み得る。 Referring to FIG. 4, the method for manufacturing the multilayer biodegradable film (S100) may include the step of preparing a first resin primarily composed of a polylactic acid-based polymer and a second resin primarily composed of an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin (S110).
本発明の実現例によると、前記第1樹脂および第2樹脂は、それぞれ特定範囲の溶融粘度を有し、これにより形成された第1樹脂層および第2樹脂層の溶融粘度範囲および溶融粘度差を効率的に調整して、フィルムの位置別厚さ偏差を減らして均一度を制御することができ、これによって目的とする範囲の柔軟性、透明性および騒音度を実現し得る。 In one embodiment of the present invention, the first resin and second resin each have a specific melt viscosity range, thereby efficiently adjusting the melt viscosity range and melt viscosity difference of the formed first resin layer and second resin layer, thereby reducing thickness deviations at different positions in the film and controlling uniformity, thereby achieving the desired ranges of flexibility, transparency, and noise level.
したがって、前記第1樹脂および第2樹脂の溶融粘度は、本発明の多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)を調整する上で非常に重要な要素となり得る。 Therefore, the melt viscosity of the first resin and the second resin can be a very important factor in adjusting the uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable film of the present invention.
一般に、5層以上、例えば5層乃至数百層の多層フィルムを形成する場合、溶融粘度によってフィルムの厚さ均一度が変わり得る。特に、溶融粘度の差によってフィルムの厚さ均一度および物性が変わり得る。特に、薄い層からなる多層生分解性フィルムの場合、層数が多いほど均一度を調整することが難しく、各位置別層の厚さ偏差が大きくなるという問題点があり得る。 Generally, when forming a multilayer film with five or more layers, for example, from five to several hundred layers, the thickness uniformity of the film can vary depending on the melt viscosity. In particular, differences in melt viscosity can affect the thickness uniformity and physical properties of the film. In particular, in the case of a multilayer biodegradable film made up of thin layers, the greater the number of layers, the more difficult it is to control the thickness uniformity, which can lead to problems such as greater thickness variation between layers at different positions.
そこで、本発明においては実現例により、前記第1樹脂層および第2樹脂層を形成する第1樹脂および第2樹脂の溶融粘度を調整することによって、前記第1樹脂層および第2樹脂層の溶融粘度差を減らし、これにより前記第1樹脂層の均一度を目的とする範囲以下に制御し得る。 In one embodiment of the present invention, the melt viscosity of the first resin and the second resin forming the first resin layer and the second resin layer is adjusted to reduce the difference in melt viscosity between the first resin layer and the second resin layer, thereby controlling the uniformity of the first resin layer to within a desired range.
具体的に、前記第1樹脂は、210℃における溶融粘度が、例えば5000ポアズ(poise)~12000ポアズ、例えば6500ポアズ~11000ポアズ、または例えば8000ポアズ~10000ポアズであり得る。この際、前記溶融粘度は、レオメータ(RDS)を用いて測定することができる。 Specifically, the first resin may have a melt viscosity at 210°C of, for example, 5,000 poise to 12,000 poise, for example, 6,500 poise to 11,000 poise, or for example, 8,000 poise to 10,000 poise. In this case, the melt viscosity can be measured using a rheometer (RDS).
前記第1樹脂の溶融粘度は、これにより形成された第1樹脂層の溶融粘度と同一または類似であり得る。したがって、前記第1樹脂の溶融粘度が前記範囲を満足すると、同一または類似の範囲の溶融粘度を有する第1樹脂層を実現することができ、これにより、前記第1樹脂層の均一度を0.2μm以下に容易に制御し得る。仮に、前記第1樹脂の溶融粘度が前記範囲を外れると、前記多層生分解性フィルムの位置別厚さ偏差が大きくなり、均一度が悪くなり得る。 The melt viscosity of the first resin may be the same as or similar to the melt viscosity of the first resin layer formed therefrom. Therefore, if the melt viscosity of the first resin satisfies the above range, a first resin layer having a melt viscosity in the same or similar range can be realized, and the uniformity of the first resin layer can be easily controlled to 0.2 μm or less. If the melt viscosity of the first resin is outside the above range, the thickness deviation from one position to another in the multilayer biodegradable film may increase, resulting in poor uniformity.
一方、前記第1樹脂は、溶融温度(Tm)が例えば100℃~250℃、例えば110℃~220℃、または例えば130℃~220℃であり得る。 Meanwhile, the melting temperature (Tm) of the first resin may be, for example, 100°C to 250°C, for example, 110°C to 220°C, or for example, 130°C to 220°C.
前記第1樹脂は、ガラス転移温度(Tg)が例えば30℃~80℃、例えば40℃~80℃、例えば40℃~70℃、または例えば45℃~65℃であり得る。 The first resin may have a glass transition temperature (Tg) of, for example, 30°C to 80°C, for example, 40°C to 80°C, for example, 40°C to 70°C, or for example, 45°C to 65°C.
前記第1樹脂の溶融温度(Tm)およびガラス転移温度(Tg)がそれぞれ前記範囲を満足すると、前記多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度とともに、機械的特性および光学特性を向上させる上でさらに有利であり得る。 When the melting temperature (Tm) and glass transition temperature (Tg) of the first resin each fall within the above ranges, this can be even more advantageous in improving the uniformity of the first resin layer of the multilayer biodegradable film, as well as its mechanical and optical properties.
一方、前記第2樹脂は、210℃における溶融粘度が例えば4000ポアズ~8000ポアズ、例えば5000ポアズ~7000ポアズ、または例えば6000ポアズ~7000ポアズであり得る。 Meanwhile, the second resin may have a melt viscosity at 210°C of, for example, 4000 poise to 8000 poise, for example, 5000 poise to 7000 poise, or for example, 6000 poise to 7000 poise.
前記第2樹脂の溶融粘度は、これにより形成された第2樹脂層の溶融粘度と同一であり得る。前記第2樹脂の溶融粘度が前記範囲を満足すると、同一範囲の溶融粘度を有する第2樹脂層を実現することができ、前記第1樹脂層と第2樹脂層との溶融粘度差を目的とする特定範囲に制御することができるので、前記多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)を制御する上でさらに有利であり得る。 The melt viscosity of the second resin may be the same as the melt viscosity of the second resin layer formed thereby. When the melt viscosity of the second resin satisfies this range, a second resin layer having a melt viscosity in the same range can be achieved, and the difference in melt viscosity between the first resin layer and the second resin layer can be controlled to a desired specific range, which may be further advantageous in controlling the degree of uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable film.
前記第1樹脂は、前述の第1樹脂層に含まれる樹脂の種類および特性などと同一であり得る。 The first resin may be the same as the resin contained in the first resin layer described above in terms of type and properties.
また、前記第2樹脂は、前述の第2樹脂層に含まれる樹脂の種類および特性などと同一であり得る。 Furthermore, the second resin may be the same in type and characteristics as the resin contained in the second resin layer described above.
前記多層生分解性フィルムの製造方法(S100)は、前記第1樹脂および前記第2樹脂をそれぞれ溶融押出し、第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得る段階(S120)を含み得る。 The method for manufacturing the multilayer biodegradable film (S100) may include a step (S120) of melt-extruding the first resin and the second resin, respectively, and alternately laminating the first resin layer and the second resin layer to obtain a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated.
本発明の実現例によると、前記第1樹脂および第2樹脂の溶融押出温度を制御して第1樹脂層および第2樹脂層を得ることができ、これらを交互に積層して2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得ることにより、最終フィルムの位置別厚さ偏差を減らして均一度を制御することができ、これによって目的とする範囲の柔軟性、透明性および騒音度を実現し得る。 According to an embodiment of the present invention, the melt extrusion temperatures of the first resin and the second resin can be controlled to obtain the first resin layer and the second resin layer, which can then be alternately laminated to obtain a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated. This reduces thickness deviations at different positions in the final film and controls uniformity, thereby achieving the desired ranges of flexibility, transparency, and noise level.
具体的に、前記段階S110で得られた第1樹脂および第2樹脂を2つの押出機と、2層が交互に積層される多層フィードブロックとを用いて、それぞれ押出機で溶融押出し得る。また、前記多層フィードブロック内で第1樹脂層および第2樹脂層を分岐させた後、これら分岐した第1樹脂層と第2樹脂層とが交互に積層されるようにしてダイ(die)に通過させ、約10℃~40℃に冷却された冷却ロールに密着させて未延伸多層生分解性シートを得ることができる。 Specifically, the first resin and the second resin obtained in step S110 can be melt-extruded using two extruders and a multi-layer feed block in which the two layers are alternately laminated. Furthermore, the first resin layer and the second resin layer can be branched in the multi-layer feed block, and then the branched first resin layer and the second resin layer can be alternately laminated and passed through a die, and then pressed against a cooling roll cooled to approximately 10°C to 40°C to obtain an unstretched multi-layer biodegradable sheet.
この際、本発明で目的とする特定範囲の均一度に制御された多層生分解性フィルムを得るために、第1樹脂および第2樹脂の溶融押出温度、およびこれらの溶融押出温度差が非常に重要であり得る。具体的に、前記特定範囲の均一度を有する多層生分解性フィルムを得るために、第1樹脂層と前記第2樹脂層との溶融粘度およびこれらの溶融粘度差を制御することが重要であり、そのために、第1樹脂および第2樹脂の溶融押出温度を制御することにより達成し得る。 In this case, the melt extrusion temperatures of the first resin and the second resin, and the difference between these melt extrusion temperatures, can be very important in order to obtain a multilayer biodegradable film whose uniformity is controlled to the specific range targeted by the present invention. Specifically, in order to obtain a multilayer biodegradable film having the specific range of uniformity, it is important to control the melt viscosities of the first resin layer and the second resin layer and the difference between these melt viscosities, which can be achieved by controlling the melt extrusion temperatures of the first resin and the second resin.
前記第1樹脂の溶融押出温度と前記第2樹脂の溶融押出温度とは同一または異なり、前記第1樹脂の溶融押出温度と前記第2樹脂の溶融押出温度との差は、例えば30℃以下、例えば30℃未満、例えば20℃以下、例えば15℃以下、例えば15℃未満、例えば10℃以下、または例えば5℃以下であり得る。この場合、最適な粘度差の区間確保によって、最終フィルムの位置別厚さ偏差を減らして、第1樹脂層の均一度を前記範囲に制御することができ、これにより目的とする範囲の柔軟性、透明性および騒音度を実現することができ、外観特性を改善し得る。 The melt extrusion temperature of the first resin and the melt extrusion temperature of the second resin may be the same or different, and the difference between the melt extrusion temperature of the first resin and the melt extrusion temperature of the second resin may be, for example, 30°C or less, for example, less than 30°C, for example, 20°C or less, for example, 15°C or less, for example, less than 15°C, for example, 10°C or less, or for example, 5°C or less. In this case, by ensuring the optimal viscosity difference range, it is possible to reduce thickness deviations at different positions in the final film and control the uniformity of the first resin layer within the above range, thereby achieving the desired ranges of flexibility, transparency, and noise level and improving appearance characteristics.
前記第1樹脂の溶融押出温度は、例えば180℃超~250℃、例えば190℃~240℃、または例えば190℃~230℃であり得る。 The melt extrusion temperature of the first resin may be, for example, greater than 180°C to 250°C, such as 190°C to 240°C, or such as 190°C to 230°C.
前記第2樹脂の溶融押出温度は、例えば180℃超~250℃、例えば190℃~240℃、または例えば190℃~230℃であり得る。 The melt extrusion temperature of the second resin may be, for example, greater than 180°C to 250°C, such as 190°C to 240°C, or such as 190°C to 230°C.
前記第1樹脂および第2樹脂の溶融押出温度により形成される第1樹脂層および第2樹脂層の溶融粘度およびこれらの溶融粘度偏差を制御し得る。仮に、前記第1樹脂および第2樹脂の溶融押出温度が前記範囲を外れる場合、前記第1樹脂層および第2樹脂層の目的とする溶融粘度を実現することができず、これによって前記多層生分解性フィルムの位置別厚さ偏差が大きくなり、前記第1樹脂層の均一度を目的とする範囲で実現する上で困難があり得る。 The melt viscosity and the deviation in melt viscosity of the first and second resin layers formed can be controlled by the melt extrusion temperatures of the first and second resins. If the melt extrusion temperatures of the first and second resins are outside the above range, the desired melt viscosity of the first and second resin layers cannot be achieved, resulting in large deviations in thickness at different positions in the multilayer biodegradable film, which may make it difficult to achieve the desired uniformity of the first resin layer.
本発明の実現例によると、前記第1樹脂層の溶融粘度は、前記第2樹脂層の溶融粘度よりも大きくあり得る。この場合、前記多層生分解性フィルムの位置別第1樹脂層の均一度を容易に制御することができ、有利である。仮に、前記第2樹脂層の溶融粘度が前記第1樹脂層の溶融粘度よりも大きい場合、本発明で目的とする効果を達成することに困難があり、加工性、生産性および成形性も低下し得る。 In one embodiment of the present invention, the melt viscosity of the first resin layer may be greater than the melt viscosity of the second resin layer. This is advantageous because it makes it easier to control the uniformity of the first resin layer at different positions in the multilayer biodegradable film. If the melt viscosity of the second resin layer is greater than the melt viscosity of the first resin layer, it may be difficult to achieve the intended effects of the present invention, and processability, productivity, and moldability may also be reduced.
また、第1樹脂層の溶融粘度が前記第2樹脂層の溶融粘度よりも大きく、特定の溶融粘度以上の差を示すことが、本発明で実現する効果を達成する上で有利であり得る。 Furthermore, it may be advantageous for the melt viscosity of the first resin layer to be greater than the melt viscosity of the second resin layer, with the difference being equal to or greater than a specific melt viscosity, in order to achieve the effects achieved by the present invention.
一般に、5層未満からなる多層生分解性フィルム、または共押出製品においては、溶融粘度が互いに類似すると、層均一度の面から有利であるが、5層以上、例えば数十層以上の多層生分解性フィルム、特に第1樹脂層が前記フィルムの両面最外郭層を形成する構造では、第1樹脂層の溶融粘度よりも第2樹脂層の溶融粘度がより低く、これらの最適な溶融粘度差(ΔV)が約500ポアズ以上、例えば約2000ポアズ以上のとき、本発明で目的とする物性効果を満足することができる。 Generally, in multilayer biodegradable films or coextruded products consisting of fewer than five layers, it is advantageous in terms of layer uniformity if the melt viscosities are similar. However, in multilayer biodegradable films consisting of five or more layers, for example, several tens of layers, particularly in structures in which the first resin layer forms the outermost layer on both sides of the film, the melt viscosity of the second resin layer is lower than that of the first resin layer, and the optimal melt viscosity difference (ΔV) between these layers is approximately 500 poises or more, for example approximately 2000 poises or more, to achieve the physical properties desired by the present invention.
仮に、前記第2樹脂層の溶融粘度が第1樹脂層の溶融粘度よりも大きいか類似する場合、第1樹脂層と第2樹脂層が多層ブロック内の非常に狭いスリットを通過し、交互に積層されていく過程で、層を構成する界面間圧力が互いに大きくなり、層構成が均一にならなくなり得る。第2樹脂層の溶融粘度を第1樹脂層の溶融粘度より低く、特定範囲の差が出るように溶融押出温度を調整することにより、多層生分解性フィルムの最適な均一度を確保し得る。 If the melt viscosity of the second resin layer were similar to or greater than that of the first resin layer, the interfacial pressure between the layers would increase as the first and second resin layers pass through the very narrow slits in the multilayer block and are alternately laminated, potentially resulting in a non-uniform layer structure. By adjusting the melt extrusion temperature so that the melt viscosity of the second resin layer is lower than that of the first resin layer and a specific range of difference is achieved, optimal uniformity of the multilayer biodegradable film can be ensured.
具体的に、下記式5で表される、210℃における層間溶融粘度差(ΔV)は、500ポアズ以上であり得る。 Specifically, the interlayer melt viscosity difference (ΔV) at 210°C, as expressed by the following formula 5, can be 500 poise or more.
<式5>
ΔV=V1-V2
前記式5において、
前記V1は、第1樹脂層の溶融粘度であり、
前記V2は、第2樹脂層の溶融粘度である。
<Formula 5>
ΔV=V1-V2
In the formula 5,
V1 is the melt viscosity of the first resin layer,
V2 is the melt viscosity of the second resin layer.
前記210℃における層間粘度差(ΔV)は、例えば700ポアズ以上、例えば800ポアズ以上、例えば1000ポアズ以上、例えば1500ポアズ以上、例えば2000ポアズ以上、例えば2200ポアズ以上、または例えば2500ポアズ以上であり、例えば、3500ポアズ以下、例えば3200ポアズ以下、例えば3000ポアズ以下、または例えば2700ポアズ以下であり得る。具体的に、前記層間粘度差(ΔV)は、500~3000ポアズ、または例えば700~3000ポアズであり得る。 The interlaminar viscosity difference (ΔV) at 210°C may be, for example, 700 poise or more, for example, 800 poise or more, for example, 1000 poise or more, for example, 1500 poise or more, for example, 2000 poise or more, for example, 2200 poise or more, or for example, 2500 poise or more, and may be, for example, 3500 poise or less, for example, 3200 poise or less, for example, 3000 poise or less, or for example, 2700 poise or less. Specifically, the interlaminar viscosity difference (ΔV) may be 500 to 3000 poise, or, for example, 700 to 3000 poise.
具体的に、前記第1樹脂層は、210℃における溶融粘度が、例えば7000ポアズ~12000ポアズ、例えば7500ポアズ~11000ポアズ、または例えば8000ポアズ~10000ポアズであり得る。この際、前記第1樹脂層の溶融粘度は、レオメータ(RDS)を用いて測定し得る。 Specifically, the melt viscosity of the first resin layer at 210°C may be, for example, 7,000 poise to 12,000 poise, for example, 7,500 poise to 11,000 poise, or for example, 8,000 poise to 10,000 poise. In this case, the melt viscosity of the first resin layer may be measured using a rheometer (RDS).
前記第2樹脂層は、210℃における溶融粘度が、例えば4000ポアズ~8000ポアズ、例えば5000ポアズ~7000ポアズ、または例えば6000ポアズ~7000ポアズであり得る。 The second resin layer may have a melt viscosity at 210°C of, for example, 4,000 to 8,000 poises, for example, 5,000 to 7,000 poises, or for example, 6,000 to 7,000 poises.
前記第1樹脂層および前記第2樹脂層の溶融粘度が前記範囲を満足すると、前記多層フィルムの第1樹脂層の均一度を制御することができ、本発明で目的とする効果を達成する上でさらに有利であり得る。 When the melt viscosities of the first resin layer and the second resin layer satisfy the above ranges, the uniformity of the first resin layer of the multilayer film can be controlled, which can be even more advantageous in achieving the desired effects of the present invention.
なお、前記溶融押出の際に、例えば溶融移送導管内に定量移送装置(例えばギアポンプ)を適用することにより、十分に定量移送および可塑化することができ、この場合、2つの押出機と2層が交互に積層される多層フィードブロックとを使用すると層形成が良好になり得る。 Furthermore, during the melt extrusion, sufficient quantitative transfer and plasticization can be achieved, for example, by applying a quantitative transfer device (e.g., a gear pump) within the melt transfer conduit. In this case, using two extruders and a multi-layer feed block in which two layers are alternately stacked can result in better layer formation.
一方、実現例により、前記溶融押出の前に前記第1樹脂および前記第2樹脂を乾燥する段階をさらに含み得る。前記乾燥段階は、例えば60℃~100℃にて4時間~24時間行われ得る。 Meanwhile, depending on the implementation, the method may further include a step of drying the first resin and the second resin before the melt extrusion. The drying step may be performed, for example, at 60°C to 100°C for 4 hours to 24 hours.
一方、前記多層生分解性フィルムの製造方法(S100)は、前記積層されたシートを二軸延伸し熱固定して、多層生分解性フィルムを得る段階(S130)を含み得る。 Meanwhile, the method for manufacturing the multilayer biodegradable film (S100) may include a step (S130) of biaxially stretching and heat-setting the laminated sheets to obtain a multilayer biodegradable film.
具体的に、前記積層されたシートを二軸延伸することができ、前記二軸延伸段階は、例えば50℃~80℃に予熱した後、40℃~100℃にて縦方向(MD)に2倍~4倍に縦延伸する段階および50℃~150℃にて横方向(MD)に3倍~6倍延伸する段階を含み得る。 Specifically, the laminated sheet can be biaxially stretched. The biaxial stretching step can include, for example, preheating to 50°C to 80°C, then stretching the sheet 2x to 4x in the machine direction (MD) at 40°C to 100°C, and then stretching the sheet 3x to 6x in the transverse direction (MD) at 50°C to 150°C.
前記積層されたシートを両方向に二軸延伸することにより、前記多層生分解性フィルムの物性および成形性などをさらに向上させ得るので、高品質の包装材を実現し得る。 By biaxially stretching the laminated sheets in both directions, the physical properties and formability of the multilayer biodegradable film can be further improved, resulting in high-quality packaging materials.
仮に、縦方向および横方向のいずれか一方向のみに一軸延伸する場合、前記多層生分解性フィルムの厚さ偏差が大きく、延伸を行わない方の強度が低下することがあり、熱特性も低下し得る。 If the multilayer biodegradable film were uniaxially stretched in only one of the machine and cross directions, the thickness deviation would be large, which could result in a decrease in the strength of the unstretched side and a decrease in thermal properties.
また、前記熱固定段階は、50℃~150℃、70℃~150℃、100℃~150℃、または110℃~140℃にて行われ得る。 Furthermore, the heat setting step can be carried out at 50°C to 150°C, 70°C to 150°C, 100°C to 150°C, or 110°C to 140°C.
一方、前記多層生分解性フィルムの製造方法(S100)は、前記第1樹脂層の他面上にコロナ層、コーティング層、またはその両方をさらに形成し得る。 Meanwhile, the method for manufacturing the multilayer biodegradable film (S100) may further form a corona layer, a coating layer, or both on the other side of the first resin layer.
具体的に、前記第1樹脂層のコロナ処理によりコロナ層を形成し得る。
前記コロナ処理は、高周波-高電圧出力を放電電極-処理ロール間に印加したときにコロナ放電が起こるが、この際所望の面を通過させることにより、コロナ処理を施し得る。
Specifically, a corona layer can be formed by corona treating the first resin layer.
In the corona treatment, a corona discharge occurs when a high frequency-high voltage output is applied between a discharge electrode and a treatment roll, and the corona treatment can be carried out by passing a desired surface through this process.
具体的に、前記コロナ放電強度は、例えば3kW~20kWであり得る。前記コロナ放電強度が前記範囲未満の場合、コロナ放電処理効果が微小であり、逆に前記コロナ放電強度が前記範囲を超えると、過剰の表面改質により表面損傷を引き起こし得る。
前記コロナ層の構成および物性は前述の通りである。
Specifically, the corona discharge intensity may be, for example, 3 kW to 20 kW. If the corona discharge intensity is below this range, the effect of the corona discharge treatment is minimal, whereas if the corona discharge intensity exceeds this range, excessive surface modification may cause surface damage.
The constitution and physical properties of the corona layer are as described above.
また、前記第1樹脂層の他面上にコーティング層を形成し得る。
前記コーティング層は、プライマーコーティング層を含むことができ、前記プライマーコーティング層は、前記第1樹脂層の他面上にアンモニウム系化合物、リン酸系化合物、並びにアクリル系樹脂およびウレタン系樹脂等の高分子からなる群より選択される1種以上を含むプライマー組成物でプライマー処理し表面粗さを形成して、接着特性をさらに向上させ得る。
Also, a coating layer may be formed on the other surface of the first resin layer.
The coating layer may include a primer coating layer, and the primer coating layer may be formed by treating the other surface of the first resin layer with a primer composition including at least one selected from the group consisting of an ammonium-based compound, a phosphate-based compound, and polymers such as an acrylic resin and a urethane resin, thereby forming surface roughness and further improving adhesion properties.
前記プライマーコーティング層は、前記第1樹脂層の他面、または前記多層生分解性フィルムが前記コロナ層を含む場合、前記第1樹脂層の他面にコロナ層を形成し、前記コロナ層の他面上に前記プライマーコーティング層を形成し得る。 The primer coating layer may be formed on the other side of the first resin layer, or if the multilayer biodegradable film includes a corona layer, a corona layer may be formed on the other side of the first resin layer and the primer coating layer may be formed on the other side of the corona layer.
また、前記プライマー組成物は硬化剤成分を含有してもよく、より具体的な例としては、4,4'-ジアミノジフェニルメタン(DDM)、芳香族ジアミンおよびこれらの混合物が可能である。なお、前記硬化剤成分の添加量は、前記プライマー組成物の総重量を基準に0.1重量%~50重量%の量で添加され得る。 The primer composition may also contain a curing agent component, more specific examples of which include 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM), aromatic diamines, and mixtures thereof. The curing agent component may be added in an amount of 0.1% to 50% by weight based on the total weight of the primer composition.
前記プライマー処理方法としては、当業界で用いられる通常の方法を用いることができ、例えば、スプレー噴射法、ブラッシング、ローリング等を用いることができる。具体的に、エアレススプレーを用いて誘導時間1分~30分、噴射圧力5Mpa~500Mpa、ノズル口径0.46mm~0.58mm、および噴射角度40°~80°の条件で、プライマー組成物を前記第1樹脂層の表面に噴射し得る。 The primer treatment method can be a method commonly used in the industry, such as spraying, brushing, or rolling. Specifically, the primer composition can be sprayed onto the surface of the first resin layer using an airless spray under the following conditions: induction time of 1 to 30 minutes, spray pressure of 5 to 500 MPa, nozzle diameter of 0.46 to 0.58 mm, and spray angle of 40 to 80 degrees.
外にも、多層生分解性フィルムの接着性を高めるために、プラズマ処理、紫外線照射処理、フレーム(火炎)処理、または石けん化処理などのような表面処理を適宜行い得る。 In addition, to enhance the adhesiveness of the multilayer biodegradable film, surface treatments such as plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, flame treatment, or soap treatment may be performed as appropriate.
実現例の製造方法により前記多層生分解性フィルムを製造すると、経済的かつ効率的であり、目的とする構成および物性を有する多層生分解性フィルムを製造する上でより効果的であり得る。 Producing the multilayer biodegradable film using the manufacturing method of the embodiment is economical and efficient, and can be more effective in producing a multilayer biodegradable film with the desired structure and physical properties.
[多層生分解性シートおよびその製造方法]
一実現例によると、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、前記第1樹脂層の下記式1-1で表される均一度(LUIs)が2.3μm未満である多層生分解性シートを提供し得る。
[Multilayer biodegradable sheet and manufacturing method thereof]
According to one embodiment, a multilayer biodegradable sheet can be provided in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer whose main component is a polylactic acid-based polymer and a second resin layer whose main component is an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin, and the uniformity (LUI s ) of the first resin layer, expressed by the following formula 1-1, is less than 2.3 μm.
<式1-1>
前記式1-1において、
650mmの幅および300μmの厚さを有する前記多層生分解性シートの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて積層された第1樹脂層の個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、C1は、前記多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、C1は、多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Formula 1-1>
In the formula 1-1,
When the thickness of each layer of the laminated first resin layer was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) on a cross section of the multilayer biodegradable sheet having a width of 650 mm and a thickness of 300 μm, the cross section was cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The tmax , N1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , N1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax and S1 are the maximum thicknesses of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , S1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax , C1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point C of the multilayer biodegradable sheet;
The t min C1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable sheet.
前記多層生分解性シートにおいて、前記第1樹脂層の均一度(LUIs)は、例えば2.2μm以下、例えば2.0μm以下、または例えば2.0μm未満であり得る。 In the multilayer biodegradable sheet, the uniformity (LUI s ) of the first resin layer may be, for example, 2.2 μm or less, for example, 2.0 μm or less, or for example, less than 2.0 μm.
前記多層生分解性シートにおいて、前記第1樹脂層の均一度(LUIs)が前記範囲を満足すると、多層生分解性シートの均一度の位置別厚さ偏差を減らすことができ、これによりシートの外観特性を向上させることができ、透明性および柔軟性をさらに向上させ、騒音特性(騒音低減効果)を改善し得る。 In the multilayer biodegradable sheet, when the uniformity (LUI s ) of the first resin layer satisfies the above range, the thickness deviation in the uniformity of the multilayer biodegradable sheet at each position can be reduced, thereby improving the appearance characteristics of the sheet, further improving transparency and flexibility, and improving noise characteristics (noise reduction effect).
前記多層生分解性シートの層数は、前記多層生分解性フィルムの層数と同一であり得る。 The number of layers in the multilayer biodegradable sheet may be the same as the number of layers in the multilayer biodegradable film.
また、前記多層生分解性シートの総厚さは、例えば200μm~500μm、例えば250μm~450μm、例えば250μm~400μm、または例えば250μm~350μmであり得る。 The total thickness of the multilayer biodegradable sheet may be, for example, 200 μm to 500 μm, for example, 250 μm to 450 μm, for example, 250 μm to 400 μm, or for example, 250 μm to 350 μm.
一方、本発明の実現例により、前記多層生分解性シートの製造方法を提供し得る。 Meanwhile, an embodiment of the present invention can provide a method for manufacturing the multilayer biodegradable sheet.
具体的に、前記多層生分解性シートの製造方法は、ポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂および脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂をそれぞれ準備する段階(段階1)と、前記第1樹脂および前記第2樹脂をそれぞれ溶融押出し、第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されたシートを得る段階(段階2)とを含み得る。 Specifically, the method for manufacturing the multilayer biodegradable sheet may include the steps of: preparing a first resin primarily composed of a polylactic acid polymer; and a second resin primarily composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin (Step 1); and melt-extruding the first resin and the second resin, respectively, and alternately laminating the first resin layer and the second resin layer to obtain a sheet in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated (Step 2).
前記段階1および前記段階2は、前記多層生分解性フィルムの製造方法における段階1および2と同様に行われ得る。 Steps 1 and 2 can be carried out in the same manner as steps 1 and 2 in the method for producing the multilayer biodegradable film.
[環境配慮型包装材]
本発明は、一実現例により前記多層生分解性フィルムを含む環境配慮型包装材料を提供し得る。
[Environmentally friendly packaging materials]
According to one embodiment, the present invention can provide an environmentally friendly packaging material including the multilayer biodegradable film.
具体的に、前記環境配慮型包装材は、多層生分解性フィルムを含み、前記多層生分解性フィルムがポリ乳酸系重合体を主成分とする第1樹脂層と、脂肪族ポリエステル系樹脂または脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を主成分とする第2樹脂層とを含む、2種以上の異なる熱可塑性樹脂層が交互に積層されており、前記第1樹脂層の前記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下であり得る。 Specifically, the environmentally friendly packaging material includes a multilayer biodegradable film in which two or more different thermoplastic resin layers are alternately laminated, including a first resin layer whose main component is a polylactic acid-based polymer and a second resin layer whose main component is an aliphatic polyester-based resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester-based resin, and the lumen uniformity (LUI) of the first resin layer, as expressed by Equation 1, may be 0.2 μm or less.
前記環境配慮型包装材は、例えば一般的な使い捨て包装材および食品包装材等として利用され得るフィルム状でよく、織物、編物、不織布、ロープ等として利用され得る繊維状でよく、弁当等のような食品包装用容器として利用され得る容器の形態であり得る。 The environmentally friendly packaging material may be in the form of a film that can be used, for example, as general disposable packaging material or food packaging material, or in the form of a fiber that can be used as a woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric, rope, etc., or in the form of a container that can be used as a food packaging container for lunch boxes, etc.
前記環境配慮型包装材は、優れた均一度、柔軟性および透明性を同時に有するとともに、騒音度の低い多層生分解性フィルムを含むことによって、優れた物性および品質を提供し得る。また、生分解が可能であり、埋め立ての際に完全に分解され、環境に優しい特性を有する包装材を提供し得るので、包装材として様々な分野に活用され、優れた特性を発揮し得る。 The environmentally friendly packaging material contains a multi-layer biodegradable film that simultaneously possesses excellent uniformity, flexibility, and transparency, as well as low noise levels, providing excellent physical properties and quality. Furthermore, since it is biodegradable and completely decomposes when landfilled, it can provide a packaging material with environmentally friendly properties, allowing it to be used in a variety of fields as a packaging material and demonstrate its excellent properties.
(実施例)
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。以下の実施例は、本発明を例示するものであるのみ、本発明の範囲はこれらに限定されない。
(Example)
The present invention will be described in more detail below with reference to examples. The following examples are merely illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
(実施例1:多層生分解性フィルムの製造)
第1樹脂層の樹脂として、D-ラクチド含有量が約1.4%であり、約210℃にて溶融粘度が約8770ポアズを有するポリ乳酸樹脂(Nature Works LLC, 4032D)と、第2樹脂層の樹脂として、210℃にて溶融粘度が約6259ポアズを有し、酸成分中の脂肪族成分の含有量が50モル%である脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂であるポリブチレンアジペート-テレフタレート(PBAT)(XINJIANG BLUE RIDGE TUNHE POLYESTER社)樹脂を使用した。
Example 1: Production of a multilayer biodegradable film
The resin used for the first resin layer was a polylactic acid resin (Nature Works LLC, 4032D) with a D-lactide content of approximately 1.4% and a melt viscosity of approximately 8770 poise at approximately 210°C, and the resin used for the second resin layer was a polybutylene adipate terephthalate (PBAT) resin (XINJIANG BLUE RIDGE TUNHE POLYESTER Co., Ltd.), an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin with a melt viscosity of approximately 6259 poise at 210°C and an aliphatic component content of 50 mol% in the acid component.
前記第1樹脂層の樹脂は、除湿乾燥機で約80℃にて6時間、前記第2樹脂層の樹脂は、除湿乾燥機で約80℃にて2時間乾燥して水分を除去した後、2つの押出機と2層が交互に積層される多層フィードブロックを用いて、第1樹脂層の樹脂は温度が210℃の押出機で、第2樹脂層の樹脂は温度が210℃の押出機で溶融押出した。 The resin for the first resin layer was dried in a dehumidifying dryer at approximately 80°C for 6 hours, and the resin for the second resin layer was dried in a dehumidifying dryer at approximately 80°C for 2 hours to remove moisture. After that, using two extruders and a multi-layer feed block in which two layers are alternately stacked, the resin for the first resin layer was melt-extruded in an extruder with a temperature of 210°C, and the resin for the second resin layer was melt-extruded in an extruder with a temperature of 210°C.
前記多層フィードブロック内で第1樹脂層は15層、第2樹脂層は14層に分岐させた後、これら分岐した第1樹脂層と第2樹脂層とが交互に積層されるように780mmダイ(die)に通過させ、約21℃に冷却された冷却ロールに密着させて、29層の未延伸多層生分解性シートを得た。この際、前記上/下面の両面最外郭層には第1樹脂層を配置させ、前記両面最外郭層の厚さの合計が全体厚さの30%となるようにした。 In the multilayer feed block, the first resin layer was branched into 15 layers and the second resin layer into 14 layers. These branched first and second resin layers were then passed through a 780 mm die so that they were alternately laminated, and then pressed against a cooling roll cooled to approximately 21°C to obtain an unstretched multilayer biodegradable sheet with 29 layers. In this case, the first resin layer was placed as the outermost layer on both the top and bottom surfaces, and the total thickness of the outermost layers on both surfaces was 30% of the total thickness.
このようにして得られた未延伸多層生分解性シートを約65℃にて縦方向3.0倍、120℃にて横方向3.9倍に延伸した後、150℃にて熱固定し、弛緩率1%を付与して、多層生分解性フィルムの全体厚さが20μmの29層で、第1樹脂層の均一度(LUI)が約0.077μmの多層生分解性フィルムを製造した。 The unstretched multilayer biodegradable sheet obtained in this manner was stretched 3.0 times in the longitudinal direction at approximately 65°C and 3.9 times in the transverse direction at 120°C, and then heat-set at 150°C to impart a relaxation rate of 1%, producing a multilayer biodegradable film with a total thickness of 20 μm, 29 layers, and a first resin layer uniformity (LUI) of approximately 0.077 μm.
(実施例2:多層生分解性フィルムの製造)
表1に示すように、第1樹脂層および第2樹脂層の厚さ、フィルムの総層数、両面最外郭層の厚さの合計、および第1樹脂層の均一度(LUI)をそれぞれ調整したことを除いては、実施例1と同様にして行い、多層生分解性フィルムの全体厚さが25μmの43層である多層生分解性フィルムを製造した。
Example 2: Production of multilayer biodegradable film
A multilayer biodegradable film having 43 layers and a total thickness of 25 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the thicknesses of the first and second resin layers, the total number of layers of the film, the sum of the thicknesses of the outermost layers on both sides, and the uniformity (LUI) of the first resin layer were adjusted as shown in Table 1.
(実施例3:多層生分解性フィルムの製造)
表1に示すように、第1樹脂層および第2樹脂層の厚さ、フィルムの総層数、両面最外郭層の厚さの合計、および第1樹脂層の均一度(LUI)をそれぞれ調整したことを除いては、実施例1と同様にして行い、多層生分解性フィルムの全体厚さが20μmの57層である多層生分解性フィルムを製造した。
Example 3: Production of multilayer biodegradable film
A multilayer biodegradable film having 57 layers and a total thickness of 20 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the thicknesses of the first and second resin layers, the total number of layers of the film, the sum of the thicknesses of the outermost layers on both sides, and the uniformity (LUI) of the first resin layer were adjusted as shown in Table 1.
(比較例1:単層生分解性フィルムの製造)
第1樹脂層の樹脂として実施例1と同様のポリ乳酸樹脂を用い、これを除湿乾燥機で約80℃にて6時間乾燥して水分を除去した。前記水分が除去された第1樹脂層の樹脂を温度が210℃の押出機で溶融押出し、780mmダイを通過させた後、20℃に冷却された冷却ロールに密着させて単層未延伸シートを得た。このようにして得られた単層未延伸シートを、65℃にて縦方向3.0倍、120℃にて横方向3.8倍に延伸した後、120℃にて熱固定し、弛緩率1%を付与して厚さ20μmの単層フィルムを製造した。
(Comparative Example 1: Production of a monolayer biodegradable film)
The same polylactic acid resin as in Example 1 was used as the resin for the first resin layer, and this was dried in a dehumidifying dryer at approximately 80°C for 6 hours to remove moisture. The resin for the first resin layer from which the moisture had been removed was melt-extruded using an extruder at a temperature of 210°C, passed through a 780 mm die, and then brought into close contact with a cooling roll cooled to 20°C to obtain a single-layer unstretched sheet. The single-layer unstretched sheet thus obtained was stretched 3.0 times in the longitudinal direction at 65°C and 3.8 times in the transverse direction at 120°C, and then heat-set at 120°C to impart a relaxation rate of 1% to produce a single-layer film with a thickness of 20 μm.
(比較例2:単層生分解性フィルムの製造)
実施例1で用いた第1樹脂層の樹脂と第2樹脂層の樹脂とをそれぞれ80:20の重量比でハンドミックスした後、200℃にて45パイ二軸押出機でブレンドした。これを除湿乾燥機で約60℃にて8時間乾燥した後、200℃にて溶融押出して、厚さ30μmの単層フィルムを製造した。
(Comparative Example 2: Production of a monolayer biodegradable film)
The resins for the first resin layer and the second resin layer used in Example 1 were hand-mixed in a weight ratio of 80:20, and then blended in a 45-mm twin-screw extruder at 200° C. This was dried in a dehumidifying dryer at about 60° C. for 8 hours, and then melt-extruded at 200° C. to produce a single-layer film with a thickness of 30 μm.
(比較例3:多層生分解性フィルムの製造)
表1に示すように、第1樹脂層の樹脂を温度が210℃の押出機で、第2樹脂層の樹脂を温度が180℃の押出機で溶融押出し、第1樹脂層および第2樹脂層の厚さ、両面最外郭層の厚さの合計、および第1樹脂層の均一度(LUI)をそれぞれ調整したことを除いては、実施例1と同様にして行い、多層生分解性フィルムの全体厚さが20μmの29層である多層生分解性フィルムを製造した。
(Comparative Example 3: Production of multilayer biodegradable film)
As shown in Table 1, the resin for the first resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 210°C, and the resin for the second resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 180°C. The same procedure as in Example 1 was repeated, except that the thickness of the first resin layer and the second resin layer, the total thickness of the outermost layers on both sides, and the uniformity (LUI) of the first resin layer were adjusted, to produce a multilayer biodegradable film having 29 layers and a total thickness of 20 μm.
(比較例4:多層生分解性フィルムの製造)
表1に示すように、第1樹脂層の樹脂を温度が210℃の押出機で、第2樹脂層の樹脂を温度が140℃の押出機で溶融押出し、第1樹脂層および第2樹脂層の厚さ、両面最外郭層の厚さの合計、および第1樹脂層の均一度(LUI)をそれぞれ調整したことを除いては、実施例2と同様にして行い、多層生分解性フィルムの全体厚さが25μmの43層である多層生分解性フィルムを製造した。
(Comparative Example 4: Production of multilayer biodegradable film)
As shown in Table 1, the resin for the first resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 210°C, and the resin for the second resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 140°C. The same procedure as in Example 2 was carried out, except that the thicknesses of the first and second resin layers, the total thickness of the outermost layers on both sides, and the uniformity (LUI) of the first resin layer were adjusted, to produce a 43-layer multilayer biodegradable film with a total thickness of 25 μm.
(比較例5:多層生分解性フィルムの製造)
表1に示すように、第1樹脂層の樹脂を温度が210℃の押出機で、第2樹脂層の樹脂を温度が190℃の押出機で溶融押出し、第1樹脂層および第2樹脂層の厚さ、両面最外郭層の厚さの合計、および第1樹脂層の均一度(LUI)をそれぞれ調整したことを除いては、実施例3と同様にして行い、多層生分解性フィルムの全体厚さが20μmの57層である多層生分解性フィルムを製造した。
(Comparative Example 5: Production of multilayer biodegradable film)
As shown in Table 1, the resin for the first resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 210°C, and the resin for the second resin layer was melt-extruded using an extruder at a temperature of 190°C. The same procedure as in Example 3 was carried out, except that the thicknesses of the first and second resin layers, the total thickness of the outermost layers on both sides, and the uniformity (LUI) of the first resin layer were adjusted, to produce a multilayer biodegradable film having 57 layers and a total thickness of 20 μm.
前記実施例1~3および比較例1~5により製造された単層または多層生分解性フィルムに対する各層の特性、および工程条件を下記表1にまとめた。 The properties of each layer and process conditions for the single-layer and multi-layer biodegradable films prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 1 below.
(評価例)
前記実施例1~3および比較例1~5により製造された単層または多層生分解性フィルムに対する物性測定および性能評価を以下の方法により行った後、その結果を下記表2に示す。
(Evaluation example)
The properties and performance of the single-layer or multi-layer biodegradable films prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were measured and evaluated by the following methods. The results are shown in Table 2 below.
(評価例1:厚さ)
実施例および比較例で製造された単層または多層生分解性フィルムの全幅に対する厚さを測定した。
(Evaluation Example 1: Thickness)
The thickness relative to the total width of the single-layer or multi-layer biodegradable films prepared in the Examples and Comparative Examples was measured.
前記多層生分解性フィルムの厚さは、MFC-101(NIKON社)を用いて、フィルム幅500mmを10ポイント間隔で分けて平均を出し厚さを測定した。 The thickness of the multilayer biodegradable film was measured using an MFC-101 (NIKON Corporation) by dividing the 500 mm film width into 10 intervals and taking the average thickness.
(評価例2:均一度(LUI)) (Evaluation Example 2: Uniformity (LUI))
<多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度>
実施例1~3および比較例3~5の多層生分解性フィルムにおいて、第1樹脂層の均一度(LUI)を測定した。
<Uniformity of the first resin layer of the multilayer biodegradable film>
In the multilayer biodegradable films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 to 5, the uniformity (LUI) of the first resin layer was measured.
具体的に、図1および図3を参照して、前記実施例1~3および比較例3~5により製造された多層生分解性フィルムの幅(W)方向の中央点を「C」、幅方向の一端部から50mm離れた点(W1)を「N」、幅方向の他端部から50mm離れた点(W2)を「S」とした後、前記多層生分解性フィルムの厚さ方向に切断し(A-A')、この切断された断面において電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)(JSM-6701F、JEOL社)を用いて、積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さをそれぞれ測定した。 Specifically, referring to Figures 1 and 3, the center point in the width (W) direction of the multilayer biodegradable films produced in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 to 5 was designated "C," a point 50 mm away from one end in the width direction (W1) was designated "N," and a point 50 mm away from the other end in the width direction (W2) was designated "S." The multilayer biodegradable films were then cut in the thickness direction (A-A'), and the thickness of each individual layer of the laminated first resin layer was measured at each cut cross section using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) (JSM-6701F, JEOL).
図3(b)を参照すると、前記積層された第1樹脂層の個別層の位置別、すなわちN点における厚さ(tN1、tN2、tN3・・・)、C点における厚さ(tc1、tC2、tC3)...)、S点における厚さ(tS1、tS2、tS3...)をそれぞれ測定し、前記積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さから、第1樹脂層の個別層の厚さのうちの最大厚さのtmax、N、tmax、C、tmax、S、および最小厚さのtmin、N、tmin、C、tmin、Sをそれぞれ求め、これらの各値を用いて下記式1で表される均一度(LUI)を測定した。 Referring to FIG. 3(b), the thickness of each individual layer of the laminated first resin layer was measured at each position, i.e., at point N ( tN1 , tN2 , tN3 , ...), at point C ( tc1 , tC2 , tC3 , ...), and at point S ( tS1 , tS2 , tS3 , ...). From the thicknesses of each individual layer of the laminated first resin layer at each position, the maximum thicknesses tmax , N , tmax, C , tmax , S , and the minimum thicknesses tmin , N , tmin , C , tmin, S , were calculated, and the uniformity (LUI) expressed by the following equation 1 was measured using each of these values.
前記積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さから、第1樹脂層の個別層の厚さのうち最大厚さおよび最小厚さをそれぞれ求め、これらの各値を用いて第1樹脂層の下記式1で表される均一度(LUI)を測定した。 The maximum and minimum thicknesses of the individual layers of the laminated first resin layer were determined from the positional thicknesses of the individual layers, and these values were used to measure the uniformity (LUI) of the first resin layer, which is expressed by the following formula 1.
<式1>
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Formula 1>
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
The t min,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film.
なお、前記第1樹脂層の個別層は、第1樹脂層のうち両面最外郭層(図1および図3の110')を除く各々の層を意味する。したがって、前記第1樹脂層の個別層110の厚さのうち最大厚さおよび最小厚さは、それぞれ第1樹脂層のうち両面最外郭層110'を除く個別層110の厚さのうちの最大厚さおよび最小厚さのことを意味する。 The individual layers of the first resin layer refer to each layer of the first resin layer excluding the outermost layers on both sides (110' in Figures 1 and 3). Therefore, the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 of the first resin layer refer to the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 of the first resin layer excluding the outermost layers 110' on both sides.
<未延伸シートの均一度>
前記多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)と同様の方法により、実施例1~3および比較例3~5の多層生分解性シート(未延伸シート)において、積層された第1樹脂層の個別層の位置別厚さの中で最大厚さおよび最小厚さをそれぞれ求め、これらの各値を用いて第1樹脂層の下記式1-1で表される均一度(LUIs)を測定した。
<式1-1>
前記式1-1において、
650mmの幅および300μmの厚さを有する前記多層生分解性シートの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、C1は、前記多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、C1は、多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。
<Uniformity of unstretched sheet>
Using the same method as for the uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable film, the maximum and minimum thicknesses of the individual layers of the laminated first resin layer were determined for the multilayer biodegradable sheets (unstretched sheets) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 to 5, and these values were used to measure the uniformity (LUI s ) of the first resin layer, expressed by the following formula 1-1.
<Formula 1-1>
In the formula 1-1,
When the thickness of each of the laminated first resin layers was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a cross section of the multilayer biodegradable sheet having a width of 650 mm and a thickness of 300 μm, the cross section was cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The tmax , N1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , N1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax and S1 are the maximum thicknesses of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , S1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax , C1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point C of the multilayer biodegradable sheet;
The t min C1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable sheet.
なお、前記第1樹脂層の個別層は、第1樹脂層のうち両面最外郭層(図1および図3の110')を除く各々の層を意味する。したがって、前記第1樹脂層の個別層110の厚さのうち最大厚さおよび最小厚さは、それぞれ第1樹脂層の両面最外郭層110'を除く個別層110の厚さのうちの最大厚さおよび最小厚さのことを意味する。 The individual layers of the first resin layer refer to each layer of the first resin layer excluding the outermost layers on both sides (110' in Figures 1 and 3). Therefore, the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 of the first resin layer refer to the maximum and minimum thicknesses of the individual layers 110 excluding the outermost layers 110' on both sides of the first resin layer.
(評価例3:ヘイズ(HZ))
日本精密光学社のヘイズメーター(モデル名:SEP-H)を用いてASTM D1003規格に基づいて測定した。
(Evaluation Example 3: Haze (HZ))
Measurement was carried out using a haze meter (model name: SEP-H) manufactured by Nippon Seimitsu Kogaku Co., Ltd., in accordance with the ASTM D1003 standard.
(評価例4:ヤング率(YM))
ASTM D882に基づいて、実施例および比較例で製造した単層または多層生分解性フィルムの試験片を作製して、長さ150mm、幅15mmに切断した後、チャック間間隔が50mmとなるように装着して、前記試験片を引張試験機、インストロン5566Aを用いて引張速度200mm/分で実験した後、測定開始点から伸び率3%到達時点までの直線勾配値をヤング率(Young's modulus、kgf/mm2)で測定した。
(Evaluation Example 4: Young's Modulus (YM))
Test specimens were prepared from the monolayer or multilayer biodegradable films prepared in the examples and comparative examples in accordance with ASTM D882, cut to a length of 150 mm and a width of 15 mm, and then attached to a chuck with a 50 mm gap. The test specimens were subjected to a tensile test using an Instron 5566A tensile tester at a tensile speed of 200 mm/min, and the linear gradient from the start of measurement to the point where an elongation of 3% was reached was measured as Young's modulus (kgf/ mm2 ).
(評価例5:騒音度(NAVG))
実施例および比較例で製造した単層または多層生分解性フィルムを、ポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズで裁断し、前記多層生分解性フィルムをデジタル騒音分析装置(Cirrus Research PlC社、モデル名:CR-162C)から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出す時に測定した騒音度を5回測定して算出した。
(Evaluation Example 5: Noise Level (N AVG ))
The monolayer or multilayer biodegradable films produced in the Examples and Comparative Examples were cut into A4 size pieces of 210 mm x 297 mm in a polycarbonate box measuring 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm. The multilayer biodegradable films were positioned 30 cm away from a digital noise analyzer (Cirrus Research Plc, model name: CR-162C), and both ends of the film were gripped with a jig and repeatedly twisted back and forth at a speed of 30 times per minute. The noise intensity was measured five times when noise was produced for 5 seconds or more, and the noise intensity was calculated.
(評価例6:柔軟騒音複合度(FNC))
前記評価例4および5で測定されたYMおよびNAVGの値を用いて、下記式3で表される柔軟騒音複合度(FNC)を計算した。
(Evaluation Example 6: Flexible Noise Complexity (FNC))
Using the values of YM and N AVG measured in Evaluation Examples 4 and 5, the flexible noise composite (FNC) was calculated using the following equation 3.
<式3>
前記式3において、
前記YMおよびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルム試験片で測定された単位を除いた数値であり、
前記YMは、ASTM D882に基づいて多層生分解性フィルム試験片を作製した後、長さ150mmおよび幅15mmに裁断し、チャック間間隔が50mmとなるように装着し引張速度200mm/分で実験した後、測定開始点から伸び率3%到達時点までの直線勾配値であるヤング率であり、
前記NAVGは、ポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズに裁断した多層生分解性フィルムを、デジタル騒音分析装置から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出すとき測定した騒音度を5回測定して算出した平均騒音度(dB)である。
<Formula 3>
In the formula 3,
The YM and N AVG are unit-free values measured on the multilayer biodegradable film test piece,
The YM is Young's modulus, which is a linear gradient value from the measurement start point to the point where an elongation of 3% is reached, after preparing a multilayer biodegradable film test piece in accordance with ASTM D882, cutting it into a length of 150 mm and a width of 15 mm, and attaching it so that the gap between chucks is 50 mm and testing it at a tensile speed of 200 mm/min,
The N AVG is the average noise intensity (dB) calculated by measuring five times the noise intensity while a multilayer biodegradable film cut to A4 size of 210 mm x 297 mm was placed 30 cm away from a digital noise analyzer in a polycarbonate box of 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm, and the film was gripped at both ends with a jig and repeatedly twisted back and forth at a speed of 30 times per minute, producing noise for at least 5 seconds.
(評価例7:外観騒音品質複合指数(QCI))
前記評価例2、3および5で測定されたLUI、HZ、NAVGの値を用いて、下記式4で表される外観騒音品質複合指数(QCI)を計算した。
(Evaluation Example 7: Appearance Noise Quality Composite Index (QCI))
Using the values of LUI, HZ, and N AVG measured in Evaluation Examples 2, 3, and 5, the appearance noise quality composite index (QCI) was calculated as shown in the following equation 4.
<式4>
前記式4において、
前記HZ、LUI、およびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルム試験片で測定された単位を除いた数値であり、
前記HZは、前記多層生分解性フィルムのヘイズ(%)であり、
前記LUIは、前記式1で表される均一度であり、
前記NAVGは、ポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズに裁断した多層生分解性フィルムをデジタル騒音分析装置から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出すとき測定した騒音度を5回測定して算出した平均騒音度(dB)である。
<Formula 4>
In the formula 4,
The HZ, LUI, and N AVG are unit-free values measured on the multilayer biodegradable film specimen,
HZ is the haze (%) of the multilayer biodegradable film,
The LUI is the uniformity expressed by the formula 1,
The N AVG is the average noise intensity (dB) calculated by measuring five times the noise intensity while a multilayer biodegradable film cut to A4 size of 210 mm x 297 mm was placed 30 cm away from a digital noise analyzer in a polycarbonate box of 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm, and the film was gripped at both ends with a jig and repeatedly twisted back and forth at a speed of 30 times per minute, producing noise for at least 5 seconds.
前記表2から、本発明による実施例1~3の多層生分解性シートおよびフィルムは、比較例の単層または多層生分解性シートおよびフィルムに比べて第1樹脂層の均一度に非常に優れ、柔軟性、騒音度および透明性などの物性が全体としていずれも優れていた。 As can be seen from Table 2, the multilayer biodegradable sheets and films of Examples 1 to 3 according to the present invention had significantly better uniformity of the first resin layer than the single-layer or multilayer biodegradable sheets and films of the comparative examples, and were also superior in all physical properties, including flexibility, noise level, and transparency.
具体的に見てみると、第1樹脂層の均一度に関して、実施例1~3の多層生分解性シートの第1樹脂層の均一度(LUIs)は1.12~1.91であり、多層生分解性フィルムの第1樹脂層の均一度(LUI)は0.077~0.122であって、LUIsおよびLUIがそれぞれ2.3以上および0.221以上である比較例3~5の多層生分解性シートおよびフィルムに比べて第1樹脂層の均一度が著しく改善されたことがわかる。 Specifically, with regard to the uniformity of the first resin layer, the uniformity (LUI s ) of the first resin layer of the multilayer biodegradable sheets of Examples 1 to 3 was 1.12 to 1.91, and the uniformity (LUI) of the first resin layer of the multilayer biodegradable films was 0.077 to 0.122. This shows that the uniformity of the first resin layer was significantly improved compared to the multilayer biodegradable sheets and films of Comparative Examples 3 to 5, whose LUI s and LUI were 2.3 or more and 0.221 or more, respectively.
また、柔軟性および騒音度に関して、実施例1~3の多層生分解性フィルムは、221kgf/mm2~233kgf/mm2のヤング率および79.5dB以下の騒音度を有するのに対して、比較例1の単層生分解性フィルムは、384kgf/mm2のヤング率および88.3dBの騒音度であって、柔軟性が低下しており、騒音度が非常に高くなることを確認した。また、比較例3~5の多層生分解性フィルムは、同一層数および厚さを有する実施例1~3の多層生分解性フィルムとそれぞれ比較してみると、柔軟性が低下しており、騒音度が非常に高くなることを確認した。 In terms of flexibility and noise level, the multilayer biodegradable films of Examples 1 to 3 had a Young's modulus of 221 kgf/ mm2 to 233 kgf/ mm2 and a noise level of 79.5 dB or less, whereas the single-layer biodegradable film of Comparative Example 1 had a Young's modulus of 384 kgf/ mm2 and a noise level of 88.3 dB, demonstrating reduced flexibility and a significantly higher noise level. Furthermore, when compared with the multilayer biodegradable films of Examples 1 to 3 having the same number of layers and thickness, the multilayer biodegradable films of Comparative Examples 3 to 5 were confirmed to have reduced flexibility and a significantly higher noise level.
一方、透明性に関して、実施例1~3の多層生分解性フィルムは、ヘイズがいずれも3%以下と、透明性に優れる一方、比較例1~3および5の単層または多層生分解性フィルムは、ヘイズが約3%を超えており、特に、比較例2の単層生分解性フィルムはヘイズが25%とあり、透明性が著しく減少することがわかる。 On the other hand, with regard to transparency, the multilayer biodegradable films of Examples 1 to 3 all had a haze of 3% or less, demonstrating excellent transparency, while the single-layer or multilayer biodegradable films of Comparative Examples 1 to 3 and 5 had a haze exceeding approximately 3%, and in particular, the single-layer biodegradable film of Comparative Example 2 had a haze of 25%, indicating a significant decrease in transparency.
従って、本発明の実施例1~3の多層生分解性シートおよびフィルムは、生分解性に優れるとともに、第1樹脂層の均一度に非常に優れており、最終フィルムの均一度、柔軟性、騒音度、透明性、および外観特性がいずれも優れているので、食品包装材などの包装用途をはじめとする様々な用途に環境配慮型として使用できることを確認し得る。 Therefore, the multilayer biodegradable sheets and films of Examples 1 to 3 of the present invention not only have excellent biodegradability, but also have very good uniformity in the first resin layer, and the final film has excellent uniformity, flexibility, noise level, transparency, and appearance properties, so it can be confirmed that they can be used as environmentally friendly products in a variety of applications, including packaging applications such as food packaging materials.
100:多層生分解性フィルム
110:第1樹脂層(個別層)
110':両面最外郭層
120:第2樹脂層(個別層)
N:多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点
C:多層生分解性フィルムの幅方向の中央点
S:多層生分解性フィルムの幅方向の他端部から50mm離れた点
W:幅
W1:多層生分解性フィルムの一端部から離れた幅
W2:多層生分解性フィルムの他端部から離れた幅
L:長さ
A-A':切開線
100: Multilayer biodegradable film 110: First resin layer (individual layer)
110': outermost layer on both sides 120: second resin layer (individual layer)
N: A point 50 mm away from one end of the multilayer biodegradable film in the width direction. C: The center point of the multilayer biodegradable film in the width direction. S: A point 50 mm away from the other end of the multilayer biodegradable film in the width direction. W: Width. W1: Width away from one end of the multilayer biodegradable film. W2: Width away from the other end of the multilayer biodegradable film. L: Length. A-A': Incision line.
Claims (11)
前記第1樹脂層の下記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下である多層生分解性フィルム:
<式1>
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。 The thermoplastic resin layer is formed by alternately laminating five or more layers of two different types of thermoplastic resins, the first resin layer being mainly composed of a polylactic acid polymer and the second resin layer being mainly composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic- aromatic copolymer polyester resin,
A multilayer biodegradable film, wherein the first resin layer has a uniformity (LUI) represented by the following formula 1 of 0.2 μm or less:
<Formula 1>
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
The t min,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film.
<式2>
前記式2において、
前記tmax、N、tmin、N、tmax、S、およびtmin、Sは、請求項1で定義した通りである。 The multilayer biodegradable film according to claim 1, wherein the difference in uniformity (Δt N,S ) between both ends in the width direction of the multilayer biodegradable film, represented by the following formula 2, is 0.06 μm or less:
<Formula 2>
In the formula 2,
The t max,N 1 , t min,N 2 , t max,S 1 and t min,S are as defined in claim 1 .
<式3>
前記式3において、
前記YMおよびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルム試験片で測定された単位を除いた数値であり、
前記YMは、ASTM D882に基づいて多層生分解性フィルム試験片を作製して、長さ150mmおよび幅15mmに裁断し、チャック間間隔が50mmとなるように装着して引張速度200mm/分で実験した後、測定開始点から伸び率3%到達時点までの直線勾配値であるヤング率(Young's modulus、kgf/mm2)であり、
前記NAVGは、ポリカーボネート製の650(W)mm×450(D)mm×500(H)mmのボックス内で、210mm×297mmのA4サイズに裁断した多層生分解性フィルムをデジタル騒音分析装置から30cm離れたところに位置させ、前記フィルムの両端を治具でつかみ、30回/分の速度で前後にねじることを繰り返して、5秒以上騒音を出すとき測定した騒音度を5回測定して算出した平均騒音度(dB)である。 The multilayer biodegradable film according to claim 1, wherein the flexibility noise composite (FNC) represented by the following formula 3 is 20 or less:
<Formula 3>
In the formula 3,
The YM and N AVG are unit-free values measured on the multilayer biodegradable film test piece,
The YM is Young's modulus (kgf/mm2), which is a linear gradient value from the measurement start point to the point where an elongation rate of 3% is reached, after preparing a multilayer biodegradable film test piece according to ASTM D882, cutting it into a length of 150 mm and a width of 15 mm, and attaching it so that the gap between chucks is 50 mm and testing it at a pulling speed of 200 mm/min.
The N AVG is the average noise intensity (dB) calculated by measuring five times the noise intensity while a multilayer biodegradable film cut to A4 size of 210 mm x 297 mm was placed 30 cm away from a digital noise analyzer in a polycarbonate box of 650 (W) mm x 450 (D) mm x 500 (H) mm, and the film was gripped at both ends with a jig and repeatedly twisted back and forth at a speed of 30 times per minute, producing noise for at least 5 seconds.
<式4>
前記式4において、
前記HZ、LUI、およびNAVGは、それぞれ前記多層生分解性フィルム試験片で測定された単位を除いた数値であり、
前記HZは、前記多層生分解性フィルムのヘイズ(%)であり、
前記LUIは、請求項1で定義した通りであり、
前記NAVGは、請求項3で定義した通りである。 The multilayer biodegradable film according to claim 3, wherein the film has an appearance noise quality composite index (QCI) of 28 or less, represented by the following formula 4:
<Formula 4>
In the formula 4,
The HZ, LUI, and N AVG are unit-free values measured on the multilayer biodegradable film specimen,
HZ is the haze (%) of the multilayer biodegradable film,
The LUI is as defined in claim 1,
The N_AVG is as defined in claim 3.
前記両面最外郭層の厚さの合計が、前記フィルム全体厚さの5%~40%である、請求項1に記載の多層生分解性フィルム。 the outermost layers on both sides of the film are first resin layers,
The multilayer biodegradable film according to claim 1, wherein the total thickness of the outermost layers on both sides is 5% to 40% of the total thickness of the film.
前記両面最外郭層を除く第1樹脂層および第2樹脂層の個別層の平均厚さ比が1:0.5~2である、請求項1に記載の多層生分解性フィルム。 The film has 5 or more layers,
The multilayer biodegradable film according to claim 1, wherein the average thickness ratio of the first resin layer and the second resin layer, excluding the outermost layers on both sides, is 1:0.5-2.
前記第1樹脂層の下記式1-1で表される均一度(LUIS)が2.3μm未満である多層生分解性シート:
<式1-1>
前記式1-1において、
650mmの幅および300μmの厚さを有する前記多層生分解性シートの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、N1は、前記多層生分解性シートのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、S1は、前記多層生分解性シートのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、C1は、前記多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、C1は、多層生分解性シートのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さである。 The thermoplastic resin layer is formed by alternately laminating five or more layers of two different types of thermoplastic resins, the first resin layer being mainly composed of a polylactic acid polymer and the second resin layer being mainly composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic- aromatic copolymer polyester resin,
A multilayer biodegradable sheet in which the uniformity (LUI S ) of the first resin layer represented by the following formula 1-1 is less than 2.3 μm:
<Formula 1-1>
In the formula 1-1,
The multilayer biodegradable sheet has a width of 650 mm and a thickness of 300 μm. When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a cross section cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The tmax , N1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , N1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax and S1 are the maximum thicknesses of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
tmin , S1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable sheet;
The tmax , C1 , is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer, measured at point C of the multilayer biodegradable sheet;
The t min C1 is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable sheet.
前記第1樹脂および前記第2樹脂をそれぞれ溶融押出し、第1樹脂層と第2樹脂層とを交互に積層して、2種の異なる熱可塑性樹脂層が交互に5層以上積層されたシートを得る段階(段階2)と、
前記積層されたシートを二軸延伸し熱固定して、多層生分解性フィルムを得る段階(段階3)と、を含み、
前記多層生分解性フィルムは、前記第1樹脂層の前記式1で表される均一度(LUI)が0.2μm以下であり、下記式5で表される210℃における層間溶融粘度差(ΔV)が500ポアズ以上であり、前記第1樹脂の溶融押出温度と、前記第2樹脂の溶融押出温度との差が30℃未満である、多層生分解性フィルムの製造方法:
<式1>
<式5>
ΔV=V1-V2
前記式1において、
500mmの幅および20μm~25μmの厚さを有する前記多層生分解性フィルムの幅方向の一端部から50mm離れた点(N)、幅方向の他端部から50mm離れた点(S)、および幅方向の中央点(C)で厚さ方向に切断した断面において、電界放射型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、積層された第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さをそれぞれ測定したとき、
前記tmax、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Nは、前記多層生分解性フィルムのN点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Sは、前記多層生分解性フィルムのS点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記tmax、Cは、前記多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最大厚さであり、
前記tmin、Cは、多層生分解性フィルムのC点で測定した第1樹脂層の両面最外郭層を除く個別層の厚さのうちの最小厚さであり、
前記式5において、
前記V1は、第1樹脂層の溶融粘度であり、
前記V2は、第2樹脂層の溶融粘度である。 A step (step 1) of preparing a first resin mainly composed of a polylactic acid polymer and a second resin mainly composed of an aliphatic polyester resin or an aliphatic-aromatic copolymer polyester resin;
a step (step 2) of melt-extruding the first resin and the second resin, respectively, and alternately laminating first resin layers and second resin layers to obtain a sheet having five or more layers of two different thermoplastic resin layers alternately laminated therein;
and (3) biaxially stretching and heat-setting the laminated sheet to obtain a multilayer biodegradable film.
The multilayer biodegradable film has a uniformity (LUI) of 0.2 μm or less, an interlayer melt viscosity difference (ΔV) at 210° C. of 500 poise or more, and a difference between the melt extrusion temperature of the first resin and the melt extrusion temperature of the second resin of less than 30° C., wherein :
<Formula 1>
<Formula 5>
ΔV=V1-V2
In the formula 1,
When the thickness of each layer, excluding the outermost layers on both sides of the laminated first resin layer, was measured using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) in a cross section of the multilayer biodegradable film having a width of 500 mm and a thickness of 20 μm to 25 μm, cut in the thickness direction at a point (N) 50 mm away from one end in the width direction, a point (S) 50 mm away from the other end in the width direction, and a center point (C) in the width direction,
The t max,N is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
t min,N is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point N of the multilayer biodegradable film;
The t max, S is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
tmin ,S is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point S of the multilayer biodegradable film;
The tmax , C is the maximum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
tmin ,C is the minimum thickness of the individual layers excluding the outermost layers on both sides of the first resin layer measured at point C of the multilayer biodegradable film;
In the formula 5,
V1 is the melt viscosity of the first resin layer,
V2 is the melt viscosity of the second resin layer .
前記第2樹脂の溶融押出温度は180℃超~250℃である、請求項9に記載の多層生分解性フィルムの製造方法。 The melt extrusion temperature of the first resin is greater than 180°C and less than 250°C,
The method for producing a multilayer biodegradable film according to claim 9, wherein the melt extrusion temperature of the second resin is greater than 180°C and less than 250°C.
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